Создатели двигателей - Лев Гумилевский

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.

6. Идеальный тепловой двигатель

В эпоху промышленной революции практический опыт шел далеко впереди научных знаний. Даже после того как паровые машины проникли во все области промышленности и транспорта, теоретические представления о том, что происходит в этих машинах, были очень неясными, смутными, а порой и вовсе неправильными.

Виднейший деятель французской революции, «организатор победы», как называют его французы, Лазарь Карно, инженер по образованию и ученый по своим склонностям, писал в одном сочинении:

«Какое количество ручной работы может быть сбережено, когда будут знать теорию тепла! Я имею все основания думать, что эта теория произведет изумительный переворот в промышленности».

Вопреки всеобщему увлечению практическими сведениями, Лазарь Карно оставался поклонником научного исследования, теоретических обобщений. Его «Опыт о машинах», посвященный вопросам прикладной техники, вышел в свет в 1783 году. Спустя сорок лет теорию тепловых явлений, которую он так страстно хотел знать, создал его гениальный сын.

Сади Карно, названный так отцом в честь знаменитого персидского поэта Саади, родился 1 июня 1796 года.

Первоначальное образование он получил дома под руководством отца, совмещавшего научную и общественную деятельность в течение всей своей жизни.

Такой учитель, конечно, не мог не развить в своем младшем сыне склонности к точным наукам, хотя вообще круг предметов, которыми занимались отец и сын, отличался необыкновенной широтой.

В шестнадцать лет Сади Карно оказался прекрасно подготовленным для поступления в высшее учебное заведение. Отец отправил его в знаменитую Политехническую школу в Париже. Это было привилегированное училище: сюда могли поступать только дети французской аристократии.

Но известность школе составил превосходный подбор преподавателей, поставивших очень высоко научные занятия студентов.

Карно прошел в школе двухлетний курс. Восемнадцатилетним студентом он участвовал в обороне Парижа, когда в 1814 году союзные войска России, Англии, Пруссии и Австрии вторглись в пределы Франции, чтобы покончить с Наполеоном. Они заняли Париж; Наполеон подписал акт отречения от престола, а новый король, Людовик XVIII, брат казненного короля, заключил Парижский мир.

В это время Карно окончил школу с дипломом инженера и, не зная, куда деться, принял назначение в инженерные войска, где он рассчитывал иметь досуг, чтобы продолжать учиться. Свободного времени у военного инженера оказалось достаточно. По мирному договору с союзными войсками Франция отказалась от всех завоеванных территорий и наполеоновской империи. В границах старой монархии инженерным войскам нечего было сооружать, нечем было заниматься.