Создатели двигателей

Теперь, когда новый способ производить «совершенную пустоту» был найден, оставалось только построить машину, чтобы заставить атмосферное давление производить работу. Папену не пришлось долго думать о технической форме для машины: цилиндр и поршень вполне годились для нее.

Вместо пороха Папен налил на дно цилиндра немного воды и опустил поршень до ее поверхности. Затем при помощи жаровни с углями он нагрел дно цилиндра. Вода обратилась в пар, и давление этого пара оказалось достаточным, чтобы поднять поршень до крайнего верхнего положения. В этом положении его удерживала задвижка. Убрав жаровню, Папен охладил цилиндр, облив его водой. Как только пар осел на стенках цилиндра капельками воды и под поршнем образовался вакуум, изобретатель отодвинул задвижку: поршень под влиянием атмосферного давления опустился вниз, поднимая груз, подвешенный к веревке, как и в опыте с пороховым цилиндром.

Папен достиг своей цели. Цилиндр и поршень при помощи воды, огня и атмосферного давления стали производить работу. Пусть эта грубая, хлопотливая, громоздкая машина еще ни на что не годилась, кроме как поднимать гирю на веревке через блоки, но она указывала путь к созданию будущих машин, могущих заменить силу человека.

Папен это понимал.

Описывая свой паровой цилиндр в тех же «Ученых трудах» за 1690 год, Папен указывал: «Отсюда видно, какие большие движущие силы могут быть получены при помощи такого чрезвычайно простого прибора, и притом с очень небольшими расходами. Топку можно сделать из тонкого железа так, чтобы ее легко можно было передвигать от одного цилиндра к другому и один и тот же огонь мог бы непрерывно самым действительным образом подготовлять пустоту по очереди в каждом цилиндре».

Вода обратилась в пар, и давление этого пара оказалось достаточным, чтобы поднять поршень до крайнего верхнего положения.

Но, наученный горьким опытом своих прежних изобретений, Папен понимал и то, как далеко самым ясным идеям до осуществления и практического применения. Поэтому, предвидя вопросы, он добавлял с горечью и раздражением:

«Каким образом сила эта может быть применена к подъему воды или руды из шахт, или для стрельбы чугунными ядрами, или для передвижения судов против ветра и для множества подобных целей, — об этом было бы дико сейчас говорить. Сообразно с каждым случаем надо строить машину так, чтобы она наиболее подходила для достижения цели».

«Главная трудность, — указывал автор, — состоите том, чтобы найти такой завод, который мог бы сделать большие цилиндры».

Хотя Папен и принадлежал к разряду ученых, занимавшихся опытами, не преследовавшими никаких практических целей, все же он, как можно видеть из его статьи, уже понимал, что построенная им в лаборатории машина может пригодиться для нужд промышленности и хозяйства. Не случайно поэтому на первое место он поставил «подъем воды».

Дело в том, что хозяйство того времени вполне удовлетворялось ветряными и водяными двигателями, а также силой животных. Однако некоторые отрасли его уже испытывали потребность в ином типе двигателя, так как не могли пользоваться ни водой, ни ветром. Новый двигатель нужен был прежде всего и больше всего насосам, откачивавшим воду из шахт и рудников.

Горная промышленность в это время шла впереди других областей хозяйства благодаря большой потребности в каменном угле, в металле. В таких странах, как Англия, Франция, Германия, истребление лесов достигло угрожающих размеров. В Англии королевским указом, например, было запрещено употреблять древесный уголь при плавке руд. Приходилось поэтому увеличивать добычу каменного угля, углублять рудники. Истинным бичом горного дела являлись подземные воды в шахтах. На откачку затопленных шахт и рудников не хватало рабочих рук.

Истинным бичом горного дела являлись подземные воды в шахтах.

Люди, стоявшие ближе Папена к делам промышленного хозяйства, заинтересовались даже несовершенной машиной марбургского профессора, рассчитывая поставить ее к насосу. Карл, ландграф Гессенский, управлявший Марбургом, вызвал к себе Папена и поручил ему взяться за постройку водоотливной машины. Папен согласился на это и кое-что сделал. По крайней мере, в Касселе, куда он перешел по приглашению Карла, в музее до сих пор сохраняется цилиндр водоотливной машины Папена. Но почему дело не пошло дальше, неизвестно. Вероятно, Папен просто разочаровался в практической возможности применить свою машину для работы у насоса.

В самом деле, паровой цилиндр Папена имел недостаток, отбивавший всякую охоту им заниматься: наливание воды, кипячение ее в цилиндре, охлаждение цилиндра и снова кипячение и охлаждение — все это требовало времени и возни. Такая машина могла измучить людей, а толку от нее получалось немного.

Тут же рядом с хлопотливой машиной в лаборатории Папена стоял его знаменитый развариватель, представлявший собой отличный паровой котел. Ничего, казалось бы. не стоило соединить их паропроводящей трубкой и подавать в цилиндр машины готовый пар, а не кипятить воду в цилиндре. Простая эта мысль, которая пришла бы в голову при подобных обстоятельствах любому нашему юному технику, не появилась у Папена.

Это, конечно, не значит, что любой техник талантливее и умнее великого французского ученого. Примерами конструкторской «несообразительности» пестрит история техники. От нее не свободны даже гении. Секрет в том, что преодолеть обычный ход мысли, поступить по-новому, так, как никто еще никогда не поступал, очень трудно и удается не всегда даже гениальным людям. Гораздо проще следовать примеру других, делать так, как обычно в таких случаях делают все.

Причина нашей недогадливости — в привычном взгляде на вещи, в привычном отношении к ним, в невозможности преодолеть обычный ход мысли при решении совсем новых и неожиданных задач. Если бы Папен тут же после постройки своего прекрасного парового котла перешел к опытам с паровым цилиндром, он, может быть, и догадался бы при помощи паропровода и крана в нем подавать готовый пар из котла. Но между постройкой той и другой машины стояла пороховая машина, и в пороховом цилиндре порох приходилось сжигать в самом цилиндре.

Привычка мыслить в одном направлении направила изобретателя после работы с пороховой машиной на тот же путь и при постановке опытов с паровым цилиндром.

К тому же Папен применял свой паровой котел только для разваривания костей. Благодаря такому его, можно сказать, кухонному назначению самая мысль применить развариватель для новой цели вряд ли могла прийти в голову.

В обычных условиях жизни, когда мы делаем нехитрое, обычное дело, привычка облегчает нам труд, подсказывая готовые решения старых, известных задач. В творческом деле, наоборот, нужно бороться с готовыми ответами, негодными для новой задачи. На такую борьбу с привычным ходом мысли творческий человек иногда тратит более всего душевных сил и нервного труда.

Папен не решил предложенной ему задачи привести в движение простой насос при помощи паровой машины. Не одолев этой трудности, Папен в то же время легко разрешил другую задачу, подсказанную ему привычным мышлением. Это «паровая баллиста» Папена, пушка, которая, по его словам, «скоро заставит Францию установить продолжительный мир». Об этом своем изобретении Папен писал Лейбницу в 1702 году.

Идея применить силу пара для «стрельбы чугунными ядрами» в те времена не заключала в себе ничего нового, неожиданного. Еще Леонардо да Винчи, художник, архитектор, философ и инженер, рассказывал своим читателям о такой пушке. Изобретение ее он приписывал величайшему ученому древней Греции Архимеду.

«Архитронито, — пишет Леонардо да Винчи, — есть машина из тонкой меди, изобретение Архимеда, и бросает ядра из железа с большим шумом и большой силой. Ее употребляют следующим образом: третья часть инструмента находится внутри большой массы горящего угля, и, когда она им хорошо нагреется, завинчивают винт, который находится под резервуаром с водой. Когда винт ввинчен вниз, он открывает проход, и, после того как вода вытекла, она течет в нагретую часть инструмента и внезапно превращается в пар, так что, по-видимому, происходит чудо, такая видна сила и слышен шум. Она бросает ядра, весящие один талант, на шесть стадий расстояния».