Паровой двигатель: Творец «огненной машины»

В середине XVIII века на Алтае произошло поразительное событие: была построена огромная паровая машина, первая в России! Создал её служащий горного завода в Барнауле Иван Иванович Ползунов. Горькая судьба была у этого человека, впрочем, как и у многих талантливых людей в России. Жизнь Ползунова стала настоящим подвигом. Очень хорошо и точно сказал о нём один из учёных того времени: «Муж, делающий истинную честь своему Отечеству».

Фото: паровая машина Ползунова, интересные факты

Изобретение английского кузнеца

Начинался век пара. Фабрикам, заводам, рудникам и шахтам требовался новый двигатель вместо неудобного водяного колеса. Такой двигатель создал в 1711 году английский кузнец Томас Ньюкомен. Он изобрёл паровую машину, хотя и несовершенную, неуклюжую, но работоспособную. Предназначалась она для откачки воды, заливавшей угольные копи.
Машина имела котёл, напоминающий огромную кастрюлю. Над котлом стоял медный цилиндр с поршнем. От поршня шла цепь к коромыслу, которое качалось на оси, закреплённой на высоком кирпичном столбе. Другой конец коромысла соединялся с насосом.
Машинист открывал кран, и пар из котла устремлялся в цилиндр. Поршень поднимался, коромысло наклонялось. Затем закрывался паровой кран и открывался водяной. В цилиндр впрыскивалась холодная вода. Пар в цилиндре конденсировался, там возникала пустота, и под давлением атмосферы поршень быстро шёл вниз, тянул коромысло, а оно — поршень насоса.
На шахтах и рудниках машина Ньюкомена со своей задачей справлялась. Однако до чего же она была неэкономичной! Лишь один процент топлива, брошенного в топку, использовался полезно. Остальной уголь (99 процентов!), можно сказать, вылетал в трубу. Но даже не в этом был главный недостаток машины английского кузнеца, а в неравномерности её хода. Машина, имея всего один цилиндр, работала рывками. Насос она двигала неплохо, но для вращения станков совершенно не годилась.

«Желаю наукам обучаться»

Универсальный паровой двигатель для заводских целей ещё ждал своего создателя — Ивана Ползунова. Изобретатель родился в 1729 году, был сыном солдата, служившего в Екатеринбургской горной роте. Ивану посчастливилось закончить заводскую школу. Учение было нелёгким. Летом занятия длились по двенадцать часов. Весной — по девять. И только зимой из-за коротких дней (свечей не давали, экономили) — по семь.
После окончания школы Ползунова определили в ученики к механику Никите Бахареву. Трудно было в заводской школе, а здесь оказалось ещё труднее.
Работать приходилось от зари дотемна, а жить — впроголодь. Жалованье Ползунову платили «полтину в месяц», то есть полторы копейки в день! Так продолжалось долгих пять лет. Но в 1747 году произошла в жизни Ивана Ползунова важная перемена: потребовались мастера для алтайских горных заводов и он оказался в Барнауле.
Ползунов, мечтая «обучаться горным и плавильным наукам», писал в рапорте начальству: «Желаю я тем наукам обучаться, дабы в знании оных против своей братии не мог понесть обиды. К тому же и молодость лет моих без науки втуне пропадает». Никто не прислушался к этим горестным словам — Ползунова посылали то на заготовку леса, то на ремонт барж, то на земляные работы. Все задания он выполнял старательно и добросовестно. А когда требовалось ввести на заводе какое-нибудь усовершенствование, то сразу проявлял свой изобретательский талант.

Великая цель

Заводские чиновники заметили талант Ползунова и повысили его в чине: он стал шихмейстером. Это был офицерский чин (в горном деле тогда применялись военные звания), правда, самый младший. Но чтобы сын солдата стал горным офицером, такое случалось крайне редко. Впрочем, обязанности его почти не изменились. И можно только удивляться, что этот до крайности загруженный человек успевал ещё раздумывать над паровой машиной небывалого устройства. Наверное, и начальник алтайских горных заводов А.И. Порошин был удивлён, когда шихмейстер Иван Ползунов принёс ему описание и выполненные цветной тушью чертежи своей «огнедействующей машины». Изобретатель предлагал, ни много ни мало, убрать на горных заводах водяные колёса и заменить их паровыми двигателями его конструкции!
В России тогда не было ещё ни одной паровой машины. О ньюкоменовской Иван Ползунов мог лишь прочитать. Как раз в те годы вышла в свет книга петербургского учёного И.А. Шлаттера «Обстоятельное наставление рудному делу». В ней давалось описание английской машины и несколько её рисунков. Столичный учёный писал: «Нет такого изобретения, которое бы разум человеческий столько прославить могло, как вымышление огнём действующих машин». Эти слова Ползунов прочёл как драгоценное наставление, но своим ясным умом осознал и несовершенство английской машины, понял, что двигатель надо строить по-другому.

Для славы Отечества

Следовало добиться равномерной работы машины, и изобретатель решил снабдить её не одним цилиндром, как у Ньюкомена, а двумя, причём применил некоторую автоматику! И это почти 250 лет назад! Предусматривалась автоматическая подача пара в цилиндры и автоматическое впрыскивание охлаждающей воды. Ползунов придумал и регулятор, поддерживающий в котле её постоянный уровень.
На горных заводах надо было приводить в движение мехи, вдувавшие воздух в плавильные печи. Для этого Ползунов и предназначал прежде всего свой двигатель. Но «огнедействующая машина» с тем же успехом могла двигать кузнечные молоты, вращать станки и вообще любой заводской механизм. Иван Иванович писал, что старается не для себя, что хочет «славы (если силы допустят) Отечеству достигнуть», а свою машину «во всенародную пользу в обычай ввести».
С попутным обозом чертежи Ползунова отправились в Петербург на утверждение. Было большой удачей, что проект попал на рассмотрение самому Шлаттеру. Заключение он дал более чем одобряющее. «Сей замысел за новое изобретение почесть должно», писал он и высказал своё мнение, что машину надо непременно построить.

Горький финал

Понимал ли Ползунов, какую тяжесть принимает на свои плечи и что будет один в ответе за неудачу великого дела? Конечно, понимал, однако смело принял на себя этот груз, хотя крепким здоровьем не отличался. Но о своём здоровье он думал меньше всего. Построить бы машину, пустить её в ход — вот чем заняты были его мысли. В помощь изобретателю «прикомандировали» четырёх учеников да ещё несколько рабочих. С ними и начал он свой тяжкий, но радостный труд.
Некоторые части машины были просто гигантскими. К примеру, цилиндры имели диметр около метра, длину — три метра! Отлить, обработать такие громады для техники того времени представлялось труднейшей задачей. Ранним утром приходил изобретатель к заводскому пруду, на берегу которого уже высилось бревенчатое здание для машины. Она была грандиозна: высотой около двадцати метров, расположенная на четырёх этажах-ярусах.
Постройку «огненной машины» закончили к декабрю 1765 года. И вот состоялся, наконец, её пробный пуск. Машина работала, правда, не без заминок, естественных на первых порах. Предстояли новые испытания, а создатель машины таял на глазах. Лекарь писал о Ползунове: «День ото дня ослабевал, и силы его умалялись, а потом уже так в слабость пришёл, что не мог почти корпусом своим ни малого иметь движения. А напоследок и чахотные припадки весьма усилились».
Ползунов скончался 16 мая 1766 года. Машину ввели в строй его ученики. Но случилась авария, и все остановилось. Никто уже не пытался снова пустить машину в ход. Её разобрали, здание разрушили. Местные историки рассказывали, что ещё долго на берегу пруда валялись огромные медные цилиндры «огненной машины»…

Журнал: Тайны 20-го века №47, ноябрь 2007 года
Рубрика: История техники
Автор: Геннадий Черненко





Исторический сайт Багира, история, официальный архив; 2010 —