2. Реактивная паровая турбина

2. Реактивная паровая турбина

Парсонс

Чарлз Парсонс родился и вырос в одной из самых аристократических семей Англии. Он был прямым, хотя и очень далеким потомком Эдуарда III, короля английского, пятьдесят лет истощавшего страну войнами с Шотландией и Францией.

Однако его отец, Вильямс Парсонс, лорд Росс, получивший мировую известность, стяжал свою славу совсем не в качестве потомка короля. Он был ученый, оптик и астроном, председатель Королевского общества. В своем имении Бирр-Кастле, в Ирландии, где вырос Чарлз Парсонс, лорд Росс устроил обсерваторию, для которой сам изготовил инструменты. Его знаменитый гигантский рефлектор «Левиафан» долгое время был величайшим в мире.

С этим телескопом Вильямс Парсонс сделал немало открытий, наблюдая туманности.

Бирр-Кастл охотно посещался передовыми научными деятелями того времени благодаря радушию, гостеприимству, уму хозяина. Научная атмосфера, созданная строгим распорядком в занятиях и постоянным присутствием выдающихся ученых, окружала Чарлза Парсонса с самого начала его жизни и, несомненно, имела огромное значение в развитии его вкусов, взглядов и настроений.

Чарлз был последним сыном лорда Росса. Он родился в Лондоне 13 июня 1854 года, куда на время парламентских сессий выезжал из своего имения лорд Росс со всей семьей.

Это были годы войны, известной у нас под названием «Крымской кампании», явившейся следствием торгового соперничества между Россией и Англией на Ближнем Востоке. Лорд Росс горячо интересовался крымскими событиями, где объединенная армия европейских держав осаждала Севастополь. Накануне рождения своего младшего сына он писал начальнику инженерных войск Англии:

«Я мечтаю о создании такого защищенного стальною бронею и недоступного для вражеских снарядов судна, которое могло бы при быстром ходе непосредственно врезаться в неприятельский корабль и топить его. Для продвижения такого судна, я думаю, будет достаточно машины в триста лошадиных сил…»

Конечно, ему не приходила в голову мысль о том, что через тридцать лет его еще не родившийся сын положит начало строительству военных судов с небывалой скоростью хода. Лорд Росс, впрочем, сделал все, что мог, для воспитания своих детей, предопределяя для них в будущем карьеру ученых-инженеров.

Маленький Чарли, голубоглазый, рыжеватый мальчик, застенчивый и скромный, не обнаруживал тогда никаких особенных способностей. Он проводил время в парке со своими братьями и сестрами, ловил рыбу в пруду, на котором стояло водяное колесо, приводившее в движение станки отцовских мастерских. Больше всего детей привлекал тот угол парка, где находился знаменитый телескоп, главным образом потому, что им не запрещали бегать и играть на лесенках его огромной трубы. Однако Чарли и Клер, его брат, очень рано стали обнаруживать особенный интерес ко всякого рода техническим экспериментам. Впрочем, в этом не было ничего удивительного, так как в рабочем дне Бирр-Кастля, начинавшемся уроками в половине восьмого утра и продолжавшемся до половины седьмого вечера, с перерывами на обед и завтрак, стояли на первом месте вопросы физики, математики, естествознания.

Чарли постоянно возился в маленькой мастерской, сооружая самые разнообразные машины.

Характер занятий, которые учителя вели с детьми по указаниям самого лорда Росса, обострили интерес Чарли и его брата к технике и машинам. Роберт Болл, один из учителей, оставил воспоминания о своем ученике. Он рассказывает:

«Чарли постоянно возился в маленькой мастерской, сооружая самые разнообразные машины. Я помню две его изобретательские затеи. Одна из них представляла собой рупор, усиливающий звук, а другая — аппарат для измерения глубины, который был с успехом потом применен на яхте его отца. В этом изобретенном Чарли аппарате глубина устанавливалась путем измерения давления в барометрической трубке, то есть был применен принцип, лежащий в основе аппарата лорда Кельвина, так хорошо известного в настоящее время… Затем, с помощью брата, будущий изобретатель паровой турбины построил также паровую машину. Я помню восторг, с каким братья шлифовали стекло телескопа на станке, работавшем от паровой машины их собственного изготовления».

Надо прибавить, что спустя три года Чарли с братом сконструировали к этой машине коническую шестерню и коробку передач. В это время Чарли было тринадцать лет, а Клеру — шестнадцать.

«Я всегда чувствовал, — заканчивая свои воспоминания, говорит Роберт Болл, — глубокое удовлетворение при мысли, что впервые обогащал основами алгебры и геометрии мозг человека, революционизировавшего применение пара изобретением паровой турбины. Казалось, что богатая одаренность отца в лице его младшего сына возрастает до блестящего машиностроительного гения».

Лорд Росс не увидел результатов своей системы воспитания детей: он умер, когда Чарли исполнилось тринадцать лет. Некоторое время в замке все оставалось по-прежнему, но затем младшие дети были отправлены в столицу Ирландии для продолжения образования в дублинском колледже. Колледж напоминал собой скорее семинарию, нежели светскую школу, и Чарли поторопился перебраться в Кембриджский университет. К большому счастью Парсонса, пребывание его здесь совпало с переломом в системе и методах преподавания. Один за другим английские университеты начали переходить от изучения философии и богословия к изучению естественных наук. Как раз в год поступления Парсонса в Кембридже начали читаться лекции по прикладной механике, хотя еще и не в качестве обязательного предмета. В числе первых студентов, начавших добровольно слушать новый курс, был и Парсонс.

Старые товарищи по колледжу, вспоминая впоследствии о жизни в Кембридже, утверждают, что в те годы рыжеволосый, голубоглазый Чарли, очень скромный и застенчивый юноша, ничем не выделялся из среды своих товарищей и не обнаруживал особенных способностей к математическим наукам. Большую, чем школьные успехи, известность Парсонсу создал спортивный клуб, членом которого он состоял. Однако ни увлечение водным спортом, ни шумная студенческая жизнь не могли отвлечь юношу от его любимых занятий в лабораториях.

Окончив университет, Парсонс решил продолжать свое образование на производственной работе. Для этого он поступил учеником на машиностроительный завод Армстронга — огромное предприятие, во главе которого стоял Вильям Армстронг, видный инженер, изобретатель гидравлического подъемного крана и гидравлического аккумулятора.

В течение четырех лет Парсонс работал под руководством Армстронга, предоставлявшего полный простор изобретательским склонностям своего ученика. Тут же, на заводе, был построен по проекту Парсонса так называемый «ротативный» паровой двигатель, то есть двигатель с непосредственным вращательным движением. Как и многие попытки такого рода, он не имел практического успеха. Главное внимание Парсонс уделял опытам с торпедами, движущимися реактивной силой газов. В этих опытах принимал участие другой ученик Армстронга — Вильям Кросс. Опыты настолько увлекли обоих, что, когда Кросс получил место директора паровозостроительного завода в Лидсе, Парсонс отправился вместе с ним, несмотря на свою привязанность к Армстронгу. Впрочем, Армстронг считал учение законченным и выдал Парсонсу блестящую аттестацию как инженеру и конструктору высшей квалификации.

Дальнейшие опыты с торпедами не привели к практическому результату. Работа над ротативным двигателем и опыты с торпедами объединили мысли изобретателя на идее создания быстроходного двигателя с непосредственным вращательным движением. То были годы, когда вопросы электротехники начинали все более и более занимать не только изобретателей, но и промышленников. Электрический ток открывал новые, очень широкие перспективы.

Между тем дальнейшее развитие электротехники упиралось в отсутствие специального двигателя для генераторов электрического тока, двигателя с большим числом оборотов, каким прежде всего могла быть паровая турбина. На этой проблеме и остановился молодой инженер.

Парсонс предположил, что для успеха следует распределить давление пара между рядом паровых турбин. Результат, получаемый в каждой из них, будет приблизительно одинаков с результатом, получаемым в турбине, где применяется несжимаемая жидкость, например вода. Таким образом, ряд этих простых турбин даст суммарный коэффициент полезного действия, равный приблизительно коэффициенту полезного действия водяной турбины Фурнейрона.

Именно это распределение падения пара на ряд простых турбин, помещенных на одном валу, Парсонс и считал своим изобретением, на которое им был взят патент в апреле 1884 года. За год до этого взял английский патент на турбину, «работающую паром или водой», Лаваль. Работы обоих изобретателей, таким образом, протекали одновременно, но совершенно независимо друг от друга и шли противоположными путями.

Не имея в своем распоряжении мастерских, где можно было построить новую машину, требующую большой точности в обработке деталей, Парсонс вступил младшим компаньоном в фирму «Кларк, Чапман и К°». Фирма располагала хорошим машиностроительным заводом в Гетсхеде, близ Ньюкестля на Тайне, и намеревалась создать у себя электротехнический отдел. Во главе этого отдела и стал новый компаньон.

Первое время условия работы Парсонса были очень благоприятны, и уже к концу года он построил свою турбину. Конструкция ее свидетельствовала об огромной изобретательности автора. Это была машина мощностью в 4 киловатта, а считая в обычных единицах мощности, первая турбина Парсонса имела мощность в 5 лошадиных сил.

Эта турбина состояла из ряда помещенных на одном валу венцов лопаток особой конструкции. Между этими вращающимися с валом венцами лопаток помещались ряды неподвижных лопаток, укрепленных в кожухе турбины.

Они имели такую же конструкцию, как и рабочие, но загнуты были в обратную сторону. Эти так называемые «реактивные лопатки» и составляли основное изобретение Парсонса.

Реактивные лопатки имеют такую форму, что пространства между лопаточными каналами образуют как бы насаженные на вал сопла, из которых выходит пар. Работая в лопатках, пар заставляет вращаться вал с венцами, называемый ротором турбины. Лопатки неподвижных венцов, проходящих между рядами рабочих лопаток, служат для того, чтобы направлять пар. Выходя из них, пар расширяется, а давление его несколько падает.

Первая турбина Парсонса, непосредственно соединенная с динамо-машиной, работала паром при давлении в семь атмосфер. Благодаря разложению давления на ряд ступеней она делала всего лишь восемнадцать тысяч оборотов в минуту — вдвое меньше, чем у Лаваля. Парсонсу, таким образом, не пришлось устраивать сложную передачу, снижающую число оборотов. В те времена мало что знали о работе динамо-машин: только два года спустя профессор Хопкинсон дал обоснованную теорию динамо-машины и установил, что наивыгоднейшая скорость ее вращения будет три тысячи оборотов в минуту. Поэтому непосредственное соединение быстроходного двигателя, каким явилась турбина Парсонса, с такой же быстроходной динамо-машиной, сконструированной им же, при тогдашнем уровне знаний рассматривалось как величайшее изобретение, где и турбина и динамо-машина вызывали равное восхищение.

Турбогенератор Парсонса специалистами был оценен очень высоко. Знаменитый физик Вильям Томсон, позднее получивший имя лорда Кельвина, отозвался о турбине Парсонса как о замечательном изобретении. Впоследствии этот отзыв сослужил Парсонсу плохую службу, но пока он побудил изобретателя с новой энергией заниматься усовершенствованием своей машины, которой лорд Кельвин предсказывал великое будущее.

Парсонс не спешил с выпуском на рынок своей турбины. Он начал подвергать ее многочисленным испытаниям для выяснения необходимых изменений в конструкции. Отныне единственной и все себе подчиняющей целью его жизни и деятельности было превращение этой турбины в двигатель, которого требовала промышленность.

Для достижения этой цели Парсонс имел все данные: он был молод, настойчив, терпелив; он обладал знаниями и не переставал никогда учиться; он был спокоен и счастлив в своей семье; наконец, он был материально обеспечен и совершенно независим.

Дуглас Кларк, адвокат, конструктор двухтактного двигателя внутреннего сгорания и специалист по патентным делам, перевидавший на своем веку немало изобретателей, свидетельствует, что такого, как у Парсонса, глубокого знания машины и совершающихся в ней процессов работы он не встречал ни у кого. Даже он, осведомленный в вопросах машиностроения человек, не мог до конца разобраться в подробностях процессов, о которых ему толковал Парсонс, для описания их в патентах.

Не имея возможности иногда лично выслушивать клиента, он дал однажды такой совет своему помощнику:

— Когда к вам придет сэр Чарлз для переговоров о новом его патенте, то вы усадите его в кресло и предоставьте ему говорить. Первую четверть часа вы ничего не будете понимать, но вы не перебивайте его. Вторую четверть часа в вашей голове едва ли станет светлее, но если вам удастся что-нибудь понять, то вы скажете: «Сэр, прежде чем идти дальше, позвольте спросить, так ли я вас понял?» И напишите ему на бумаге то, что вы поняли. Он прочтет, поморщится и скажет: «Да, но позвольте, уж я лучше сам напишу». Тогда вы дайте ему бумагу и предоставьте писать что угодно, любезно заметив при этом: «Если вы находите нужным что-нибудь добавить, то пожалуйста. Я подожду!» Таким образом, вам, вероятно, удастся получить патентное описание…

При напряженной работе, которую вел Парсонс над усовершенствованием турбины, число патентов было очень значительно. Однако господам Кларку и Чапману совсем не нравилась щепетильность компаньона в работе над своим детищем, требовавшая средств на эксперименты и задерживавшая выпуск машины на рынок. На этой почве между компаньонами и произошло столкновение, очень поучительное и характерное для капиталистического хозяйства с его невероятными противоречиями.

Вступая в компанию с Кларком и Чапманом, Парсонс никак не думал о том, что интересы его и его компаньонов могут где-нибудь столкнуться. Он подписал с легким сердцем договор, выработанный ими, радуясь возможности работать над осуществлением своей идеи в прекрасно оборудованных мастерских фирмы.

По этому договору он внес двадцать тысяч фунтов стерлингов и участвовал в прибылях от всего предприятия в равной доле с компаньонами. Этот капитал, составлявший значительную долю доставшегося ему после отца наследства, Парсонс считал помещенным очень хорошо. По договору, он как член фирмы предоставлял фирме право эксплуатации своих изобретений. Соответственно с этим пунктом договора патенты Парсонса записывались на имя всех компаньонов вместе. Договор предусматривал возможность выхода Парсонса из фирмы. В этом случае фирма возвращала ему целиком внесенные деньги, а патенты он должен был выкупить от нее за семь восьмых их действительной стоимости.

Дела электротехнического отдела, которым руководил Парсонс, шли очень хорошо. Но Кларк и Чапман находили, что их молодой компаньон больше занят своими опытами, чем прибылями, и считали, что эксперименты стоят слишком дорого. Они потребовали, чтобы Парсонс о своих намерениях предварительно советовался с ними. Сообща они начали обсуждать его планы, и положение изобретателя, вынужденного торговаться с компаньонами за каждый фунт стерлингов, становилось нестерпимым. Исчерпав все средства для устранения недоразумений, Парсонс заявил о своем выходе из фирмы.

Кларк и Чапман не стали удерживать возмущенного компаньона, вернули ему его деньги, но стоимость патентов, которые он должен был выкупить, оценили в такую сумму, что у изобретателя волосы стали дыбом. Дело перешло в суд. Экспертами Парсонс пригласил Дугласа Кларка, а фирма — лорда Кельвина. Фирма сделала чрезвычайно удачный выбор, так как великий физик имел огромный авторитет, а мнение его о турбине Парсонса было известно. Так началось это беспримерное дело, где изобретатель стремился снизить цену своих патентов, а его противники, державшие их в руках, доказывали, наоборот, что ценность их необычайно высока.

Мнение это поддержал и лорд Кельвин. Добродушный человек, всю жизнь интересовавшийся лишь вопросами науки, он был очень далек от всего остального мира. Он мало интересовался вопросом, вследствие чего понадобилась его экспертиза, и честно заявил суду, что патенты Парсонса имеют огромную ценность. Указывая на изобретательность Парсонса, проявившуюся в усовершенствовании деталей конструкции турбогенератора, он утверждал, что в дальнейшем турбина Парсонса получит широчайшее распространение, так что будущая ценность его патентов еще значительнее настоящей. Он говорил о патентах Парсонса, подробно разбирая их, как ученый, и глаза его сияли человеческой гордостью за великое достижение техники и науки.

Дуглас Кларк, наоборот, доказывал, что хотя в будущем, может быть, патенты Парсонса и будут высоко оценены, но в настоящее-то время без самого изобретателя стоимость их не выше стоимости бумаги, на которой они написаны. Он доказывал это с такой страстностью, что даже Парсонс смутился и заметил своему адвокату:

— Ну, мистер Кларк, вам все представляется в слишком уж мрачном свете.

В конце концов, после споров и целого ряда технических опытов, адвокат фирмы заявил, что если Парсонс не считает свои патенты ценными, то его доверители согласны оставить их у себя и не настаивать на выкупе их бывшим компаньоном.

Кларк вынужден был согласиться на это. Так изобретатель лишился прав на свои патенты, а фирма «Кларк, Чапман и К°» приобрела в собственность бумаги, с которыми без Парсонса не знала, что делать. Друзья утешали изобретателя, что через два-три года компаньоны согласятся отдать их по любой цене, и ему ничего не оставалось, как ждать. Благодаря судьбу за свою материальную обеспеченность, Парсонс основал в Гитоне, близ Ньюкестля, собственный турбостроительный завод и стал строить турбины несколько измененной системы.

Однако машины вышли не лучше прежних, и вопрос о выкупе патентов не переставал интересовать изобретателя. Но только через пять лет Парсонсу удалось договориться с бывшими своими компаньонами. Теперь они уступили патенты даже за меньшую сумму, чем он предполагал.

Сделка состоялась, и Парсонс вернулся к прежней системе своих турбин. Такую турбину мощностью в 350 киловатт он установил для электростанции лондонского метро. До этого момента турбогенераторы Парсонса имели значительно меньшую мощность.

Надо сказать, что, в общем, распространение турбин было таково, что доходы с них не окупали даже экспериментов изобретателя. Если он не бросил всего дела, то только потому, что располагал собственными средствами и понимал, что надо ждать. Он, конечно, знал, что в капиталистическом хозяйстве осуществление изобретения и тем более внедрение его неизбежно сопровождаются сопротивлением среды, сопротивлением тем большим, чем новее и радикальнее самое изобретение. Но в конце концов консерватизм потребителей, уже вложивших капитал в двигатели иного типа, всячески поддерживаемый заводами, строящими эти двигатели, стал и ему казаться неодолимым.

Тогда Парсонс решил сделать попытку применения своих турбин в совершенно другой области, интерес к которой у него самого никогда не прекращался.

Страстный приверженец водного спорта, Чарлз Парсонс, прогуливаясь в своей яхте по мутным водам Тайна или глядя из окон своего дома на медленный речной транспорт, часто задумывался о том, как превратить турбину в судовой двигатель.

Парсонс начал работу в этой области издалека. К радости своей маленькой дочки и сына, он сооружал одну за другой крошечные деревянные яхточки игрушечного типа. Гребной винт приводился в движение раскручивавшимся резиновым шнуром. Игрушки, восхищавшие детей, открыли изобретателю больше тайн, чем океанские корабли.

По этим моделям Парсонс рассудил, что наилучшее действие гребного винта получается при 8000 оборотов в минуту.

Наученный горьким опытом, теперь уже он не искал компаньонов для осуществления своей новой идеи, а организовал сам акционерное «Общество судовых турбин Парсонса». Большую часть акций из осторожности он оставил за собой, а остальные распределил между вернейшими людьми. Парсонс был директором общества, он же отвечал и за исследовательские работы и за постройку опытного судна. Так как все предварительные расчеты он уже сделал, построить судно ему удалось в том же, 1894 году.

К радости своей маленькой дочки и сына, Парсонс сооружал одну за другой крошечные деревянные яхточки.

Оно названо было «Турбинией» и имело всего тридцать метров длины и сорок четыре тонны водоизмещения.

Первые опыты дали скромные результаты. Предполагаемой скорости в 37 узлов, то есть свыше 60 километров в час, достигнуть не удалось. При быстром вращении винта получалась кавитация — в водном потоке образовывались пространства, не успевавшие заполняться водой. Винт работал наполовину впустую.

Парсонс перепробовал самые различные формы винта, но добиться толку не удавалось до тех пор, пока конструктор не поставил турбины, делавшие всего только две тысячи оборотов в минуту. Новая установка, состоявшая из трех турбин, работавших на три винта, дала совсем другие результаты.

Надо заметить, что для снижения числа оборотов в турбине Парсонсу раньше приходилось увеличивать число ступеней, на которые разлагалось давление пара, и, стало быть, увеличивать число венцов. Роторы таких турбин получались слишком длинными, и Парсонс вынужден был вместо одной турбины строить две или три, перепуская пар из одной в другую. Такая установка состояла из турбины высокого давления, турбины среднего давления и турбины низкого давления.

Официальные испытания судна произвели ошеломляющее впечатление на специалистов. По скорости хода «Турбиния», делавшая тридцать три узла, далеко превосходила все суда того времени. Турбины работали давлением пара в пятнадцать атмосфер, причем при общей мощности установки, составлявшей 2100 лошадиных сил, расход пара оказался меньшим, чем у поршневых паровых машин такой же мощности.

Расчет Парсонса оказался правильным. Судовые турбины произвели несравненно больший эффект, чем стационарные. Конечно, прежде всего изобретением Парсонса заинтересовалось Британское адмиралтейство. Видным членом Адмиралтейства был в то время великосветский приятель Парсонса — Фишер, в будущем лорд, а в прошлом участник Крымской войны. «Обществу судовых турбин» был дан заказ на постройку двух быстроходных миноносцев. Парсонс немедленно приступил к постройке специального завода судовых турбин в Уолсенде на Тайне. Он занялся новым делом с огромной энергией, тем более, что в Гитоне, где строил он стационарные турбины, дела шли далеко не блестяще.

Парсонсу пришлось даже хлопотать о продлении срока патентов, чтобы окупить затраченный капитал. На этот раз мнение лорда Кельвина, заявившего парламенту, что «турбина Парсонса является самым величайшим изобретением в области паровых машин со времени Уатта», сослужило изобретателю службу. Срок действия патентов был продлен на пять лет.

Решение это подбодрило изобретателя. Он почувствовал себя обеспеченным временем, а ведь одно только время и нужно было для того, чтобы побороть косность промышленников и дождаться успеха. Все остальное, что зависело от его собственных рук и способностей, он сделал.

И действительно, мало-помалу успех к нему пришел. Впервые реально, ощутительно он почувствовал его, когда под гром рукоплесканий тысячной толпы и крики испуганных женщин его «Турбиния» промчалась по Сене через территорию Парижской Всемирной выставки. Маленькое судно поразило изумленных зрителей невероятной быстротой своего хода. В это же время окончились испытания эльберфельдских турбин, вызвавших решительный перелом в отношении к новому двигателю со стороны промышленных кругов.

Этот заказ на две турбины мощностью по 1000 киловатт каждая Парсонс получил от электростанции в Эльберфельде, видном промышленном городе Германии. Заказ был сделан по инициативе и настоянию главного инженера во Франкфурте, англичанина Линдлея. Линдлей высоко ценил турбины Парсонса, но исходил не из одного патриотического желания способствовать развитию британской машиностроительной промышленности. Немалую роль в этом деле играл и английский уголь. Империалистическим стремлениям углепромышленников угрожала нефть, вооружавшаяся двигателями Дизеля, перспективы развития и распространения которых были необъятны.

Почувствовав серьезную опасность, углепромышленные круги, поведя, с одной стороны, бешеную кампанию против дизелей, с другой стороны — перешли к защите паровых турбин. Поршневая паровая машина явно не соответствовала развитию производительных сил в наступившую эпоху монополистического капитализма.

При высоком уровне постройки паровых машин, достигнутом на ряде немецких заводов, заказ на турбины, да еще переданный иностранной фирме, возбудил большое неудовольствие в Германии. Парсонс превзошел самого себя при выполнении заказа и сдал превосходные машины. Для производства испытаний в Эльберфельд были вызваны: профессор Шретер — по паровой части и профессор Вебер — по электротехнической части. Опубликованный ими в 1900 году отчет изменил общественное мнение решительно и бесповоротно в пользу турбин.

Хотя турбины расходовали не меньше пара, чем поршневые паровые машины, в их пользу говорила легкость установки и эксплуатации. Основные преимущества турбин по сравнению с поршневой паровой машиной сводились к следующему: уход за турбиной заключался лишь в наблюдении за регулирующим механизмом и системой смазки; турбина занимала значительно меньше места, нежели поршневая машина; во время работы она не производила толчков и ударов за отсутствием у нее прямолинейно-возвратных движений, как в поршневой машине; вследствие этого турбина не требовала массивных фундаментов; смазочное масло не попадало с паром в конденсатор, как в поршневой машине, благодаря чему конденсационная вода могла идти обратно в паровой котел.

Совокупность всех этих свойств турбины при ее быстроходности, столь выгодной для генератора электрического тока, делала ее незаменимым двигателем на электростанциях.

После опубликования отчета об эльберфельдских турбинах завод Парсонса был завален заказами. Началось строительство турбин по лицензиям Парсонса и на многих заводах Европы и Америки. Целый ряд конструкторов взялся за разработку новых разнообразных типов паровых турбин на основе достижений Лаваля и Парсонса. В связи с внедрением электрического тока во все области промышленности турбогенератор становился основным агрегатом, на который опирался промышленный капитализм в деле развития производительных сил.

Надежда Парсонса на судовые турбины также оправдалась, но далеко не так скоро, как он мечтал. Турбинные миноносцы, на которые Британское адмиралтейство возлагало огромные надежды, погибли один за другим осенью 1901 года при чрезвычайно запутанных и загадочных обстоятельствах.

Корпусы судов построил в своих доках Армстронг, а турбинные установки сделал завод Парсонса. Оба судна развивали скорость до тридцати семи узлов — неслыханную в то время. Оба были приняты Адмиралтейством после тщательных испытаний, во время которых не было обнаружено ничего подозрительного.

Первым погиб «Випер». Днем миноносец попал в густой туман, принудивший его идти вдоль берега со скоростью в десять узлов. Близ Олдернея «Випер» налетел на подводный камень, потерял винты, а затем, лишенный возможности двигаться, был выброшен на остров Ренокет. При катастрофе корпус судна разломился надвое.

Комиссия Адмиралтейства, расследовавшая причины гибели нового корабля, пришла к заключению, что катастрофа вызвана случайными обстоятельствами. Новизна конструкции миноносца, оборудованного паровыми турбинами, по мнению комиссии, не имела никакого значения.

Фишер сообщил о решении комиссии своему другу. Парсонс вздохнул облегченно.

Однако последовавшая вскоре за тем гибель «Кобры», второго такого же судна, заставила взглянуть на дело иначе.

«Кобра» была только что принята и вышла в свой первый рейс из Ньюкестля, имея на борту главного инженера Адмиралтейства. Утром 18 сентября 1901 года «Кобра», находясь в открытом море, вдали от берега, попала в шторм. В семь часов утра послышался легкий треск, и судно переломилось на две части так, что часть команды осталась на носовой половине, а другая часть — на кормовой. Обе половины немедленно затонули, и из сорока четырех человек команды удалось спастись лишь двенадцати. Среди погибших находились друзья и сотрудники Парсонса.

Гибель «Кобры» вслед за «Випером» произвела потрясающее впечатление. Общественное мнение было взволновано до крайности. Если на запрос в парламенте по поводу гибели «Випера» лорд Адмиралтейства дал успокоительный ответ, что причиной ее, во всяком случае, не являются турбины Парсонса, то на этот раз оставалось очень мало людей, которые не были уверены в обратном.

Самый тщательный разбор дела пе помог выяснить истинную причину катастрофы. Суд признал только, что судно было несколько перегружено. Несомненно, что дело было не в турбинах, и Адмиралтейство не побоялось дать заказ еще на два миноносца с паротурбинными установками. Уголь не хотел отказываться от новых машин, британский флот не хотел лишиться быстроходных судов, а Фишер желал помочь Парсонсу восстановить доверие к турбинам.

Из этих миноносцев «Велокс» был спущен на воду в 1902 году, а «Иден» — в 1905 году. Никаких происшествий с ними не произошло. Для окончательного сравнения турбинных и паровых судов из четырех однотипных крейсеров, находившихся в постройке, три оборудовали паровыми поршневыми машинами, а один — турбинами.

Этот последний крейсер, «Аметист», законченный в 1904 году, имел паротурбинную установку общей мощностью в 10000 лошадиных сил. Он легко доказал свои преимущества перед собратьями, превосходя их быстротой хода и меньшим расходом пара.

Впоследствии Парсонс в одном из своих публичных выступлений признавался, что трагическая гибель «Випера» и «Кобры» едва не погубила будущность паровых турбин как судовых двигателей. Ослабить впечатление от катастроф удалось только спуском на воду в 1903 году пассажирского быстроходного парохода «Король Эдуард», который благополучно совершал рейсы по реке Клайд в течение многих лет и доказал полную надежность судовых турбин.

Вслед за этим пароходом, при материальном и моральном содействии Парсонса, в Англии начали плавать два речных и два морских турбинных судна, но коммерческое судостроение трудно было заставить перейти на турбины. Дело сводилось к тому, что нейтральные судостроители просто выжидали результатов состязания между турбинными судами и теплоходами, появившимися в России и вслед за тем в Германии. Несомненные преимущества теплоходов заставляли мировое судостроение весьма критически относиться к опытным пароходам Парсонса и терпеливо выжидать. Коммерческий флот явно склонялся на сторону дизелей, однако в военном флоте неожиданно победили турбины.

Броненосец «Дредноут».

Этому содействовало появление в британском флоте броненосца, построенного в 1906 году, название которого стало нарицательным для кораблей такого типа. Это был «Дредноут», что в переводе значит «неустрашимый», — корабль, произведший переворот в области военного судостроения.

Идея этого корабля принадлежала итальянскому инженеру Куниберти. От существовавших броненосцев «Дредноут» отличался вооружением и скоростью хода, составлявшей около 22 узлов. Мощность его турбин, впервые установленных Парсонсом на столь крупном судне с водоизмещением в 18 ООО тонн, составляла 24 700 лошадиных сил.

Блестящий успех, достигнутый Англией постройкой «Дредноута», побудил буквально все морские государства вступить на путь постройки таких же кораблей. Строительство дредноутов развивалось с исключительной быстротой. Оно совпало с подготовкой к первой мировой войне. Не осталось ни одной страны в мире, не получившей от Парсонса лицензий на постройку паровых турбин.

Любопытно, что в Германии дредноуты строились даже под личным наблюдением Парсонса. В России турбины были установлены на боевых кораблях «Гангуте», «Полтаве», «Севастополе» и «Петропавловске».

В течение нескольких лет монополия Парсонса в области судовых турбоустановок была неограниченной. Успех их в военном судостроении не мог не сказаться и на отношении к ним коммерческого флота. От небольших, почти опытных пароходов коммерческое судостроение сразу перешло к установкам турбин на больших трансатлантических пароходах, так как казалось, что дизели не пойдут дальше мелких судов.

Уже в 1907 году в Англии были спущены на воду два огромных пассажирских судна — «Мавритания» и «Лузитания» водоизмещением по 40 тысяч тонн, с турбинами мощностью по 70 тысяч лошадиных сил. Эти гиганты получили мировую известность.

«Мавритания» завоевала первое место по скорости хода среди океанских, судов и двадцать лет не уступала никому своего первенства.

На пути от маленькой «Турбинии» до колоссальной «Мавритании» Парсонс подверг свои турбины ряду конструктивных изменений.

Вначале он осуществлял непосредственное соединение вала турбины с гребным винтом. Для того чтобы число оборотов ротора турбины соответствовало наивыгоднейшему числу оборотов винта, Парсонсу пришлось увеличивать турбинные роторы, что вело к увеличению веса и размеров всей установки. Так, на «Мавритании» диаметр ротора в турбине высокого давления пара имел около двух с половиной метров, а в турбине низкого давления — около четырех метров. При этих размерах вес ротора первой турбины равнялся 72 тоннам, а второй — 126 тоннам.

Такая турбинная установка представляла собой сложное и громоздкое сооружение, тем более что сверх этих главных турбин ставились еще турбина тихого хода и турбина обратного хода, так как в турбине вообще нет реверса и нельзя менять прямой ход на обратный. Если для военного корабля громоздкость всей установки, искупавшаяся быстроходностью судна, не имела решающего значения, то для коммерческого судна, где на первом месте стоит грузоподъемность, такие установки никуда не годились. Для торгового флота, особенно товарного, неизмеримо больше выгод представляют дизели.

Пассажирские пароходы мирились еще с неудобством турбинных установок, но грузовой флот решительно на них не шел.

Парсонсу ничего не оставалось делать, как отказаться от непосредственного соединения ротора с винтом и найти подходящую передачу, которая бы наивыгоднейшую скорость турбины снижала до наивыгоднейшего числа оборотов винта.

Некоторые конструкторы предлагали сделать то же, что сделано было на «Сармате»: поставить турбогенераторы, а ток направить в электродвигатели, работающие на винт. Этой «электрической передачей» впоследствии пользовались некоторые судостроители, и сейчас она часто применяется на судах. Но Парсонс предпочел остановиться на механической зубчатой передаче, следуя примеру Лаваля.

Копируя затем блестящий ход Нобеля с переделкой паровой шхуны в теплоход, Парсонс в 1909 году взялся на товарном пароходе «Веспасиан» обычные паровые машины заменить турбинами. Для того чтобы новая установка по месту и весу соответствовала прежней, он ввел зубчатую передачу, так что число оборотов винта осталось прежним. Опыт увенчался успехом, и применение Парсонсом зубчатой передачи с коммерческой точки зрения было найдено столь же существенным, как и изобретение самой турбины.

Однако к этому времени теплоходы уже настолько пленили судостроителей, что углепромышленники не смогли извлечь большой пользы из нового изобретения Парсонса. В Лондон явилась «Зеландия». Впервые за много лет дружбы с Парсонсом лорд Фишер, неуклонно и твердо вводивший турбины в британский флот, усомнился в правильности своей политики. Он вызвал Парсонса и вместе с ним отправился осматривать новое судно.

— Сэр Чарлз, — глухо заметил своему консультанту первый лорд Адмиралтейства, мчась в автомобиле по лаковым от дождя улицам Лондона, — вы подробно знакомились по моей просьбе с двигателями Дизеля. Находите ли вы и теперь, что они не дадут никаких преимуществ военному судну?

— Я посетил все заводы, строящие эти машины, — медленно отвечал он, — в них есть только одно преимущество, на первый взгляд имеющее значение для военного судна: при полной нагрузке и нормальной работе они почти бездымны. На «Зеландии» вас прежде всего поразит отсутствие труб… Однако я исследовал этот вопрос вполне и нашел, что при неполной нагрузке дизели выбрасывают в выхлопную трубу черный, густой дым. Так что и это преимущество не имеет значения, раз судно может обнаружить себя перед неприятелем при маневрировании. Преимущество турбин — быстроходность — безусловно решает вопрос, по крайней мере для военного флота.

Лорд Фишер, прямой и спокойный, кивал головой в знак согласия. Он вышел на набережную, рассеяв сомнения, и с некоторой долей иронии поднялся на палубу бес-трубной «Зеландии».

Обойдя теплоход и осмотрев машинное отделение, лорд Фишер покинул «Зеландию».

— Однако несомненно, — вдруг, как всегда без всяких вступлений высказывая то, что было у него на уме, начал Парсонс, усаживаясь в машину, — несомненно, что в коммерческом флоте будет весьма выгодно пользоваться дизелями. Старику Уатту и нашим турбинам придется подвинуться, чтобы дать место машинам господина Дизеля.

— Это затрагивает интересы нашей промышленности? — высокомерно поднимая брови, спросил лорд Фишер, точно готовясь двинуть весь британский флот на ее защиту.

— В известной мере, — неопределенно отвечал Парсонс, — да… Однако думаю, что, после того как военный флот перешел на нефть, мировой добычи нефти не хватит для удовлетворения и паровых котлов и дизелей, если еще и значительная часть промышленных предприятий перейдет на дизельные двигатели. Но конкурировать с ними мы можем, только повышая экономичность пара. Над этим вопросом я сейчас работаю.

Парсонс закрыл свои голубые глаза и смолк. Консультируя первого лорда Адмиралтейства, Парсонс был убежден, вероятно, в своей объективности. В действительности же он был одной из самых опасных игрушек в руках империалистических сил, подготовлявших первую мировую войну за новый передел мира.

В этой войне, в одном из сражений на французском фронте, был убит единственный сын Парсонса, офицер английской армии, тот самый мальчик, который когда-то восхищался игрушечными моделями судов, сооружаемыми его отцом и плававшими на пруду в парке Эллен-Холла.

Но и среди тяжелых мыслей, вызванных смертью сына, едва ли думалось Чарлзу Парсонсу, насколько сам он, строя быстроходные крейсеры и дредноуты для английского флота, снабжая турбинами военные корабли немцев, способствовал усилению мощи враждебных флотов, а значит, и усилению империалистических тенденций обеих стран.

Ютландский бой, происшедший в Северном море в ночь на 1 июня 1916 года, вошел в историю с эпитетом «великий». Это было самое большое морское сражение по количеству и величине принимавших в нем участие судов. Но Ютландский бой с полным правом может быть назван и величайшей демонстрацией диких противоречий монополистического капитализма. В этом сражении, где крейсеры исчезали с поверхности моря, прежде чем успевал рассеяться дым от происшедшего взрыва, где, по словам немецкого главнокомандующего, «вся дуга горизонта внезапно превратилась в огневое море, в то время когда самих кораблей еще не было видно», сражались не только немцы с англичанами. Здесь сражались турбины Парсонса с турбинами Парсонса, обнаруживая исключительную маневренность кораблей, пушки Круппа — с пушками Круппа, демонстрируя свою дальнобойность и меткость. Здесь гибли люди во имя интересов монополистического капитала, ведшего свою собственную войну с иными границами, с иными линиями фронта.

«Общество судовых турбин Парсонса» установило на судах британского флота к концу войны турбины общей мощностью в 3 миллиона лошадиных сил. Не меньше было сделано турбинных установок по лицензиям Парсонса и во флотах враждебных и союзных стран.

Война приостановила дальнейшее развитие стационарных турбин. После заключения мира Парсонс снова вернулся к этому делу.

Некоторое время Парсонсу и его друзьям казалось, что распространение дизелей не пойдет дальше мелкой промышленности и мелкого судового транспорта. Монополистический капитализм, сменивший капитализм промышленный, связывал свою судьбу с электрическим током и, стало быть, с турбогенератором. Общее развитие турбостроения, естественно, шло более бурными темпами, нежели распространение двигателей Дизеля.

Однако во время войны Аугсбургский завод осуществил опытный дизель мощностью в 3000 лошадиных сил в одном цилиндре и построил к концу войны судовой дизель мощностью в 12 ООО лошадиных сил. Парсонс увидел, что дизели и по линии крупных мощностей могут догнать паровые турбины.

Семидесятилетний старик, высокий и стройный, не утративший ни в манерах, ни в речи, ни в осанке ни одной черты представителя английской знати, был взволнован, как уличный мальчишка. Человек, прошедший сквозь строй долгих лет и многогранной беспрерывной деятельности, старик, чей жизненный путь подходил уже к концу, Парсонс бросился с юношеской страстностью работать над дальнейшим усовершенствованием своих турбин.

Двигатель Дизеля Аугсбургского завода мощностью в 12 000 лошадиных сил был разрушен по Версальскому договору. Машиностроительный гений Парсонса едва ли был удовлетворен этим варварским актом. Конечно, разрушение аугсбургского дизеля не могло помешать дальнейшему развитию дизелестроения. Но как характерен этот факт для буржуазных дельцов и властителей!

Парсонс ответил на вызов Аугсбургского завода паротурбинной установкой на предприятиях «Компании Эдисона» в Чикаго. Долгое время она служила показателем изумительных успехов паровой техники. Здесь работала турбина Парсонса мощностью в 50000 киловатт.

Эта чикагская установка, пущенная в ход в 1925 году, представляет турбогенератор, работающий паром высокого давления, состоящий, как обычно у Парсонса, из трех турбин.

Пар подводится к турбинам под давлением в сорок атмосфер. Сначала он проходит через турбину высокого давления, которая вращает генератор электрического тока в 16 000 киловатт. Отсюда пар выходит с давлением около восьми атмосфер и подвергается подогреву, после чего переходит в промежуточную турбину среднего давления.

Вторая турбина вращает генератор в 29 000 киловатт. Здесь давление пара падает до давления гораздо более низкого, чем имеет отработавший пар обычной поршневой паровой машины. Тем не менее он еще не использован полностью и идет через громадный расширяющийся паропровод в турбину низкого давления. Эта третья турбина вращает генератор в 6 ООО киловатт. Отсюда уже пар идет в конденсатор.

Таким образом, 6000 киловатт, или 8000 лошадиных сил, получаются от пара, который в поршневой машине не имел бы никакого применения.

При таком чрезвычайно низком давлении пара он имеет колоссальный объем. Поэтому турбина низкого давления должна быть громадного размера: длина лопатки в последнем венце более метра, и весит она около девяти килограммов. Ротор этой турбины весит 54 тонны, что равняется весу паровоза. Скорость пара в этой турбине составляет 640 километров в час. При всем том турбина вращается спокойно и плавно, делая 750 оборотов в минуту.

Интересным в этой установке является ее конденсатор вертикального типа, так как трубки с охлаждающей водой расположены здесь вертикально.

Корпус турбины низкого давления и паропровод конденсатора снабжены ребрами, повышающими их прочность, так как иначе вследствие вакуума внутри конденсатора наружное давление воздуха могло бы их раздавить. Конденсатор требует около 160 кубических метров воды в минуту. Вода озера Мичиган, которая проходит через конденсатор, отличается низкой температурой, благодаря чему вакуум в конденсаторе получается очень глубокий.

Эта самая крупная из турбин Парсонса недолго радовала сердце изобретателя. Уже в следующем году немцы Блом и Фосс по чертежам Аугсбургского завода построили для гамбургской электростанции дизель мощностью в 15 000 лошадиных сил, а через десять лет на электростанции в Копенгагене завод Бурмейстера и Вайнса установил дизель мощностью в 22 500 лошадиных сил.

Если раньше думали, что мощности меньше 25 лошадиных сил для дизелей являются конструктивно трудновыполнимыми, а большие мощности мало выгодными по сравнению с паровыми установками, то с течением времени пришлось убедиться в том, что обе границы мощностей дизеля оказались стертыми. Двигателями Дизеля смогли заменяться с успехом и легкие бензиновые двигатели и тяжелые паровые установки. Вопрос о целесообразности установки того или иного типа двигателя стал решаться в зависимости от целого ряда эксплуатационных условий, среди которых тип самой машины уже не имел решающего значения.

Впрочем, Парсонс был прав, считая, что на электростанциях будут господствовать турбины, несмотря на более низкий коэффициент их полезного действия, нежели у дизелей. Преимуществом паровой машины оставалась возможность питать котлы любым топливом, начиная от угля и нефти и кончая торфом, дровами, отходами производства. Если раньше запасы высокосортного минерального топлива казались неограниченными и считалось, что нефть и уголь ни на что другое, как на топливо, не годны, то постепенно этот взгляд изменился, и вопрос о топливе приобрел решающее значение. Нефть и уголь стали сырьем для химической промышленности. Паровые котлы поэтому начали питать дешевым топливом: торфом, низкосортным углем, отходами.