Дизель-мотор
Дизель-мотор
«В наше время большинство людей со словом „дизель“ связывают представление о двигателе внутреннего сгорания, работающем на тяжелом жидком топливе с воспламенением от сжатия. И многие нередко с удивлением узнают, что 80 – 90 лет назад это слово знали лишь друзья и знакомые Рудольфа Дизеля – германского инженера, которому человечество воздало редкую и высокую честь, начав писать его имя с маленькой буквы...»
– так начинает свой очерк «Миф о Дизеле» писатель Герман Смирнов. И дальше он говорит:
«В маленькой лаборатории, пропахшей маслом, керосином и дымом, прерывистый стук стоящей на стенде машины заглушал привычный деловой гул большого машиностроительного завода. И вдруг пресеклось хлопание широкого кожаного ремня. Огромное маховое колесо резко дернулось и только что провисшая ветвь ременной передачи натянулась, как струна.
Мастер в аккуратной рабочей блузе, который наблюдал за машиной с деревянной платформы, торжествующе приподнял над головой кепку. Высокий моложавый мужчина, увидевший снизу этот жест, тотчас понял, в чем дело: машина приняла нагрузку на себя. Он легко взбежал по деревянной лесенке и молча пожал руку помощнику.
В этот ненастный серый день – 17 февраля 1894 года – двигатель, испытывавшийся на стенде, проработал всего одну минуту. Но эта минута стала исторической».
Существо этого замечательного изобретения – необыкновенно остроумный способ воспламенения топлива в цилиндре. Вместо электрической искры, язычка пламени, раскаленной форсунки Дизель предложил быстрым и сильным сжатием нагревать воздух в цилиндре до температуры, превышающей температуру воспламенения топлива.
Биографы до сих пор строят догадки, пытаясь узнать, что натолкнуло Дизеля на эту идею. Думаю, догадки не нужны. Он шел к изобретению своего двигателя не как самоучка-конструктор, а как высокообразованный инженер. Руководствовался не интуицией практика, а анализом теоретика. Задавшись мыслью построить самый экономичный двигатель, предложенный еще в 1824 году французским офицером Сади Карно, Дизель тщательно изучил его единственный бессмертный трактат «Рассуждение о движущей силе огня». И почувствовал главный вывод уникальной работы:
«В телах, употребляемых для развития движущей силы, не должно быть ни одного изменения температуры, происходящего не от изменения объема».
Смысл этого утверждения ясен: по мысли Карно, в максимально экономичном двигателе нагревать рабочее тело до температуры горения топлива необходимо лишь «изменением объема», то есть быстрым сжатием. Когда же топливо вспыхнуло, надо ухитриться поддерживать температуру постоянной. А это возможно только тогда, когда сгорание топлива и расширение нагреваемого газа идет одновременно.
Вот откуда взялся метод воспламенения топлива от сжатия. Вот почему для Рудольфа он не был просто удачным решением чисто конструкторской задачи, а принципиальной особенностью, которой его двигатель обязан своей высокой экономичностью.
Всего через год после той исторической минуты, наполненной лихорадочной работой, перепиской и спорами с германским патентным ведомством, бессонными ночами и головными болями, Рудольф Дизель 28 февраля 1892 года получил патент № 67207 на «Рабочий процесс и способ выполнения одноцилиндрового двигателя», оказавшийся одним из самых дорогостоящих патентов мира.
Дизель верил в перспективность своей машины. После первых двух неудач, перепробовав десятки конструкций, Дизель решился сконструировать третью модель. «Первый двигатель не работает, второй работает несовершенно, третий будет хорош!» – говорил он своему коллеге Люсьену Фогелю.
Третий действительно оказался хорош. Но в процессе опытов над своей первой и второй моделями Дизель должен был отказаться от некоторых положений, запатентованных им в 1892 году.
Самая первая машина не сделала еще даже одного оборота, а Дизелю уже пришлось пересматривать идеи, заложенные в основу его знаменитого патента № 67207. Сжатие до 250 – 300 атмосфер он заменил в 8 – 10 раз меньшим: лишь бы топливо воспламенялось. Вместо того, чтобы поддерживать постоянную температуру, он решил поддерживать постоянным давление. Чтобы защищать цилиндр, применил водяное охлаждение, сильно снизившее экономичность, которую он сам считал важнейшим достоинством своего двигателя. Так потихоньку, без афиширования, появился второй патент № 82168, по сути дела отменивший все выгоды двигателя, заявленные в первом.
Сади Карно оказался пророчески прав, говоря, что экономия топлива «при многих обстоятельствах второстепенна, часто должна уступать первенство надежности, прочности и долговечности машины, малому занимаемому месту, дешевизне ее установки...» В свое время Дизель не усвоил этой великой инженерной заповеди. Это помогло сделать ему изобретение. Зато теперь, уступив требованиям практичности, он не только низвел свое изобретение с высот теоретической безупречности до уровня чисто конструкторской находки, но и открыл для других возможность оспаривать его права.
Конструктивно двигатель был несовершенным. За дело взялся Крупп. Выпущенный в 1898 году его заводом первый двигатель, развивавший мощность 35 лошадиных сил, работал на керосине, причем сгорание топлива происходило по линии, близкой к линии постоянного давления. Рабочий цилиндр пришлось снабдить водяной рубашкой, так как при сгорании по изобаре имеет место сильное повышение температуры, и охлаждение является неизбежным. Кроме того, затруднения конструкторского характера заставили отказаться от мысли о непосредственной подаче топлива в рабочий цилиндр под сильным давлением и перейти к распылению с помощью воздуха, сжимаемого предварительно в специальном компрессоре. Такой способ распыления топлива прочно укрепился в конструкции дизеля на приличный отрезок времени, и только перед первой мировой войной был осуществлен цикл Дизеля.
...Корректный, затянутый в черный узкий фрак, Рудольф Дизель стоически выслушивал длинное и высокопарное представление его публике, коротко и сдержанно поклонившись в ответ на дружеский всплеск аплодисментов, поднялся на трибуну. И едва ли хоть один из американских инженеров, собравшихся в обширнейшем зале Сент-Луиса, мог заподозрить, что блестящий докладчик, на прекрасном английском языке рассказывающий о достижениях и перспективах дизель-моторов, находится в безнадежно-отчаянном положении, близком к полному краху.
Тогда, в 1912 году, инженерная общественность мира привыкла видеть в Рудольфе Дизеле крупного преуспевающего специалиста, находящегося в зените славы. Не случайно нью-йоркские газеты поспешили известить своих читателей о приезде «доктора Дизеля – знаменитого дипломированного инженера из Мюнхена». Не случайно корреспонденты осаждали его всюду – в вестибюлях гостиниц, в фойе театров, в лекционных залах и даже в аллеях парков во время прогулок. Не случайно сам Эдисон – чародей американского изобретательства – публично заявил, что дизель-мотор – это веха в истории человечества. Даже гибель «Титаника» дала американским газетам лишний повод сделать комплимент гостю из Германии, оповестив читателей, что «Титаник» приводился в движение не дизель-моторами.
Да и сам Рудольф ни единым словом, ни единым жестом не показал своего отчаяния. Знаменитую сент-луисскую лекцию он посвятил блестящей будущности дизель-моторов, ни словом не обмолвившись о тех трудностях, промахах и неудачах, с которыми входило в жизнь его изобретение.
По-настоящему всю безвыходность, трагичность своего положения он, кажется, начал понимать лишь в последние дни своего визита в Америку, когда супруги Дизели гостили у Эдисонов...
Быть может, именно вид одержимого, увлеченного 65-летнего Эдисона, раскрыв перед Рудольфом неотвратимость краха, вызвал его раздражение. Возвращение в Мюнхен лишь подтвердило правильность предчувствий.
Не удержавшись, он на занятые в долг деньги купил акции электромобильной фирмы, которая в скором времени обанкротилась. И ему пришлось рассчитывать почти всю прислугу и заложить дом, чтобы осуществить свой последний план, о котором не знал и не догадывался никто...
1913 год Рудольф начал с разъездов. Он посетил Париж, Берлин, Амстердам. Потом с женой Мартой поехал в Сицилию, Неаполь, Капри, Рим. Лишь позднее Марта вспоминала странную фразу, на которую тогда не обратила внимания: «Мы можем попрощаться с этими местами. Больше мы их не увидим никогда». Он едет после в Баварские Альпы и в Швейцарию к Зульцеру, на заводе которого Рудольф Дизель проходил инженерную практику. Фрау Зульцер поразили происшедшие в нем перемены: «Это – не тот Дизель, которого мы знали раньше». Марта тоже начала замечать что-то новое в его поведении. Рудольф, который всегда следовал правилу – береженого бог бережет, как будто утратил свою обычную осторожность. Он, всегда считавший воздушные путешествия слишком опасными, неожиданно и с видимым удовольствием совершил путешествие на дирижабле.
А к концу лета разразился финансовый кризис. Выдержав натиск разъяренных кредиторов, Рудольф оказался полным банкротом, на его счетах в банках не было больше ни пфеннинга. И тут Дизель, совсем недавно отказавшийся от неплохо оплачиваемых должностей в американских фирмах, ухватился за предложение нового дизельного завода в Англии стать инженером-консультантом. Британский королевский автоклуб, прослышав об этом, просил Рудольфа 30 сентября 1913 года сделать на одном из заседаний доклад. Приняв предложение, Дизель начал готовиться к поездке в Англию. В начале сентября Марта уехала к матери, и Рудольф остался один в доме. Первое, что он сделал,– отпустил немногочисленных оставшихся слуг и попросил старшего сына – тоже Рудольфа – немедленно приехать к нему. Это была странная и печальная встреча. Обходя одну комнату за другой, отец наказывал сыну, что и каким ключом надо открывать, велел опробовать замки, показал, где хранятся важные бумаги. Потом сын уехал, и Рудольф остался в доме совершенно один.
Прислуга, вернувшаяся на следующее утро, обнаружила, что камин забит пеплом сожженных бумаг, а сам хозяин находится в мрачном, подавленном настроении. Через несколько дней Рудольф уехал во Франкфурт к дочери, где его уже ждала Марта. Проведя здесь несколько дней, он 26 сентября выехал один в Гент. Отсюда он отправил несколько открыток друзьям и жене письмо. Это было странное, смятенное, поэтическое письмо – свидетельство сильного расстройства или болезни Рудольфа. Адресовав его во Франкфурт, он по ошибке написал на конверте свой мюнхенский адрес. И эта ошибка, возможно, оказалась для него роковой. Марта получила письмо слишком поздно...
Вечером 29 сентября Рудольф Дизель с двумя коллегами и друзьями – Карелсом и Люкманом – погрузился в Антверпене на паром «Дрезден», идущий через Ла-Манш в Харвич. Около 10 часов вечера они разошлись по каютам, договорившись встретиться утром в 6.15.
Дизель в назначенное время не появился. Карелс пошел за ним. Дверь каюты оказалась запертой, и бельгиец с удивлением увидел, что койка, приготовленная стюардом для сна, даже не смята, багаж не раскрыт, хотя ключ торчал из замка чемодана. Карелс заметил карманные часы Рудольфа, положенные так, чтобы можно было видеть стрелки лежа на койке. Записная книжка лежала раскрытой на столе. И дата 29 сентября – отмечена в ней крестиком.
Обеспокоенный не на шутку, Карелс дал знать капитану. И тут выяснилось, что дежурный офицер во время утреннего обхода обнаружил шляпу и свернутое пальто Дизеля, засунутые под рельсы.
Лишь через 10 дней командир маленького бельгийского лоцманского катера в штормовом Северном море заметил качающийся на волнах труп. Моряки извлекли его из воды, сняли с распухших пальцев кольца, извлекли кошелек, карманную аптечку, футляр для очков и, следуя старой морской традиции, вернули морю его добычу. Вызванный в Бельгию сын Дизеля подтвердил, что все эти вещи принадлежали его отцу – Рудольфу Дизелю.
Родственники Дизеля были убеждены, что ом покончил с собой. Рудольф долго и мучительно болел, разорился. Он странно и непонятно вел себя перед этой поездкой. Потом выяснилось еще одно обстоятельство в пользу этой версии: накануне отъезда он подарил жене чемодан с просьбой не открывать его несколько дней.
В чемодане оказались деньги – 20 тысяч марок, все, что осталось от баснословного состояния. Наконец, отправляясь в путешествие, Рудольф взял с собой не золотые, как обычно, а стальные карманные часы...
Но если это самоубийство, то почему он не оставил никакой записки? Почему он, щепетильный и пунктуальный в любых формальностях, не оставил завещания? Почему накануне смерти он с интересом обсуждал вопросы, важные для его карьеры? Почему за несколько часов, может быть, за несколько минут до исчезновения он с энтузиазмом говорил о деталях своего выступления в автоклубе?
Никто и никогда уже не сможет ответить на эти вопросы. Как всякое таинственное и драматическое событие, исчезновение Дизеля породило немало темных слухов, догадок, домыслов, пересудов. Поговаривали о том, что Рудольфа убрали наемные убийцы, действующие в интересах конкурентов или иностранных держав, обеспокоенные установкой его двигателей на подводных лодках. Ходили даже слухи, что к устранению Дизеля приложили руки германские угольные монополии, начавшие опасаться конкуренции со стороны нефтяной промышленности. Сколь бы не интриговали воображение любителей такие возможности, трудно поверить, что так было на самом деле. Дизель-моторы не так уж сильно угрожали угольным монополиям. Их всеядность, напротив, открывала новые рынки для сбыта продуктов перегонки каменного угля. Не случайно именно Германия, лишенная нефти, долгое время производила больше дизель-моторов, чем богатая нефтью Америка. Да и в конце концов наивно было бы думать, что устранение Дизеля могло затормозить победное шествие дизель-моторов по земному шару.
Надо отметить, что через несколько лет после изобретения Рудольфом Дизелем своего мотора на одном из Петербургских заводов был испытан более совершенный стационарный двигатель, работавший и на керосине, и на нефти. Впрыск топлива осуществлялся сжатым воздухом, вырабатываемым специальным довольно громоздким компрессором.
Заслуга же создания бескомпрессорного двигателя с самовоспламенением рабочей смеси при высокой степени сжатия принадлежит нашему соотечественнику Г. В. Тринклеру. В 1900 году его двигатель, работающий на нефти и предназначенный для установки на транспортных средствах – теплоходах, подводных лодках, успешно прошел испытания на Путиловском заводе. В дальнейшем двигатели подобного типа пытались устанавливать на сухопутных транспортных средствах. Однако они оказались громоздкими и, что весьма существенно, малоэкономичными. Ликвидировать как тот, так и другой недостаток можно было, лишь сконструировав новую топливоподающую аппаратуру. А это был весьма крепкий орешек.