Менделеев

Скажем, у современного человека может вызвать улыбку предложение Менделеева выращивать некоторые сорта трав, чтобы выгодно заменить дровяное топливо травяным. Но не устаешь поражаться той ясности понимания, которая позволила Дмитрию Ивановичу в 1876 году, когда единственным ценившимся нефтепродуктом был керосин, а единственным применением керосина — освещение, увидеть новые горизонты нефтяного дела. «Мне рисуется в будущем… нефтяной двигатель, размерами и чуть-чуть не ценою немного превышающий керосиновую лампу. Не у одного ткача, токаря, кузнеца или вообще мастерового, а у ученого и неученого, у всякого — он родит движение, когда нужно. Если бы я имел денежные средства и свободное время, стал бы разрабатывать этот вопрос…» И действительно, во время поездки в Америку он тщательно собирал любые материалы об устройстве тогда еще только появившихся первых двигателей внутреннего сгорания. И так ясны были ему их свойства и особенности, что уже тогда, в 1876 году, он предвидел: «Для подводного плавания удобнее всего иметь именно такие машины, потому что движение сжатым воздухом или паровиком требует несравненно большего запаса сжатого воздуха». Оценить многозначительность этих слов поможет маленькая историческая справка: в 1900-х годах, то есть четверть века спустя, секрет удачности подводной лодки американца Дж. Голланда заключался только в том, что он установил на ней двигатель внутреннего сгорания…

В 1876 году, когда бензин считался бесполезным отбросом, Дмитрий Иванович писал о выгодности и удобстве двигателя, под поршнем которого взрывается смесь воздуха и летучих частей нефти, то есть бензина. А 40 лет спустя потребление бензина в Америке впервые за всю историю нефтяной промышленности превысило потребление керосина. Тогда-то и пришлось вспомнить о пиролизе, позволяющем увеличить выход бензина из нефти, о котором все в том же 1876 году писал Менделеев:

«…Должно разработать сведения о действии жара на тяжелые масла нефти. Тогда они претерпевают изменения и между продуктами, конечно, найдутся технически важные и полезные».

В записках и письмах Менделеева содержится немало идей, способных при разработке превратиться в ценные изобретения. Так, в 1901 году, извещая морского министра о том, что в Главной Палате мер и весов налажено в значительных количествах производство жидкого воздуха, Дмитрий Иванович предлагает морскому ведомству провести исследования взрывчатого вещества, состоящего из смеси угля и жидкого воздуха. «Взрывы льда, по моему мнению, могут оказать большую услугу при выводе кораблей из льдов, если последние по своей толщине будут препятствовать или задерживать ледоколы. Развитие опытов… может… много содействовать выяснению вопроса о применимости жидкого воздуха для действия орудий».

В 1904 году в записке министру финансов Менделеев предложил для орошения земель в южном Поволжье использовать силу ветра. «Ветряные двигатели уже сослужили свою громадную историческую службу, осушив и продолжая осушать для земледелия большие площади земли в Голландии, и, я думаю, русским лучше подражать этому старому примеру, чем особо гнаться за последним словом времени…» Чтобы избавиться от серьезного недостатка ветряных двигателей — ураганные ветры нередко разрушают их, — Дмитрий Иванович разработал горизонтальную турбину, которая гораздо меньше подвержена разрушительному действию ураганных ветров. «Такое приспособление, — писал он, — устроенное мною лет 20 тому назад в малом виде в моем имении, было выставлено, не помню кем, на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде и, сколько мне известно, уже действует исправно в разных местностях России».

Особенно поразительны рассыпанные в сочинениях Менделеева идеи, о которых он упоминает одной-двумя фразам. Так, в 121 дополнении к первому тому «Основ химии» Дмитрий Иванович сообщает о том, что из жидкого воздуха можно легко получать газ, богатый кислородом. «…Горением в таком газе, — продолжает он, — можно получить очень высокие температуры, полезные во многих (особенно в металлургии) применениях». Идея, которая через несколько десятилетии привела к появлению кислородного дутья в металлургии.

В 1867 году в отчете о Парижской выставке Менделеев писал: «Может быть, недалеко то время, когда найдется прием, позволяющий вводить в землю те условия или те вещества, которые заставят недеятельный азот воздуха превратиться в ассимилируемый аммиак и азотную кислоту». Прошло несколько десятилетии и, подтверждая правильность менделеевской идеи, появились бактериальные удобрения.

«При тесноте заведут и холодильные дома, как завели мы отапливаемые», — говорил Менделеев в 1899 году. Прошло полстолетия, и кондиционирование воздуха, по мнению экспертов, привело к быстрому росту крупных городов в таких районах, которые прежде считались вообще непригодными для поселений.

В 1885 году Менделеев писал: «Цемент… это находка новейшего времени и одно из тех многих завещаний, которые будущности оставит наш век… Не только стены и фундаменты, — полы и потолки, лестницы и переборки, даже подоконники и косяки легко и дешево могут изготовляться из цемента… Придет время — избы крестьян и те станут делать цементные». Чтобы в наши дни, спустя почти 90 лет после того, как Дмитрий Иванович написал эти слова, убедиться в их справедливости, достаточно взглянуть на любую из многочисленных новостроек нашей Родины.

Одной из технических сенсаций 1960-х годов было сообщение о том, что обтекатели космических ракет изготовляются из необычайно стойкого материала — ситалла, или пирокерама, который есть, по сути дела, не что иное, как закристаллизовавшееся стекло. С тем большим изумлением читаешь в менделеевском «Стекле и стеклянном производстве» поистине пророческие слова: «Весьма вероятно, что со временем расстеклованная масса найдет свое практическое применение…» И нашла… почти сто лет спустя!

Менделеев, как и многие ученые прошлого столетия, считал, что воздушные шары быстрее овладеют пятым океаном, нежели аппараты тяжелее воздуха. Поэтому он не уставал пристально изучать все детали воздухоплавательного дела. Так, убедившись в том, что главной причиной аварий аэростатов почти всегда оказывалась газопроницаемость и недостаточная прочность швов, Дмитрий Иванович предложил отказаться от сферической формы баллона и принять форму двойного конуса, высота которого в 1,73 раза больше радиуса. При этом, конечно, на изготовление оболочки потребуется больше материала, но резкое сокращение длины швов и увеличение их прочности и непроницаемости с лихвой компенсируют лишний расход.

Чтобы аэронавты могли безопасно для жизни достичь больших высот, Дмитрий Иванович предложил вместо открытой корзины герметическую гондолу, в которой можно поддерживать атмосферное давление. Ее конструкцию он представлял себе так: «Эллиптический резиновый баллон, крепко опутанный снаружи веревками и снабженный предохранительным клапаном от резервуара со сжатым воздухом, достаточен для этого условия. Наблюдатель таким образом… сможет вне всякой опасности делать свои наблюдения и управлять шаром».

По странному совпадению статья Менделеева была опубликована в Женеве в 1876 году, а спустя ровно 55 лет швейцарец Огюст Пикар совершил первый полет в стратосферу на аппарате с герметической гондолой.

Среди изобретений Менделеева большое место занимают всевозможные научные приборы. Из них наиболее интересна судьба дифференциального барометра — единственного изобретения Дмитрия Ивановича, которое он решил реализовать. В 1872 году, работая над упругостью газов, он изготовил прибор, настолько чувствительный к малейшим изменениям атмосферного давления, что с его помощью можно было измерять высоты столов, окон, ступенек лестницы. Это натолкнуло Дмитрия Ивановича на мысль положить такой барометр в основу высотомера. Несколько высотомеров было изготовлено, и в 1875 году группа офицеров генерального штаба воспользовалась ими для проведения нивелирования в Финляндии. Успех нивелирования и многочисленные запросы побудили было Менделеева взяться за производство высотомеров. Но вскоре это дело, связанное с производством и продажей, надоело ему, и он перестал им заниматься.

Однако, приступив к метеорологическим исследованиям, он поневоле должен был снова заняться проблемой измерении. Он считал, что в будущем для изучения стратосферы будут применяться беспилотные аэростаты. Для сбора данных в нижних слоях атмосферы — привязные аэростаты. Понадобятся и на земле многочисленные метеостанции. Раз так, то ежедневно придется производить тысячи измерении, из которых многие окажутся недостоверными из-за неизбежных ошибок при считывании показании приборов.

Для устранения этого недостатка Менделеев предложил заменить наблюдателя аппаратом: «Представим себе, что в некотором месте собраны все метеорологические приборы, — писал он в 1876 году в предисловии к книге Мона «Метеорология». — Поместим их шкалы примерно в одной плоскости; в той же плоскости повесим календарь с отрывающимися листками, указывающими день наблюдения. Повесим тут же часы, показывающие момент, когда фотографические изображения сняты… Если на определенном расстоянии… поместим фотографический прибор, то все дело наблюдателя будет состоять в том, чтобы через некоторые промежутки времени помещать… фотографическую пластинку». Дмитрий Иванович чувствовал, что напал на отличную мысль, и ему не терпелось испробовать ее на деле: «Если организуются предполагаемые аэростатические восхождения, я устрою для них такой прибор!»