Трактат о вдохновенье, рождающем великие изобретения

9.2.

Мы хотели бы обратить внимание, что и в дальнейшем изобретатели нарочно применяли навыворот водоподъемные машины, чтобы получить разнообразные водяные двигатели.

Удачно получилось с архимедовым винтом. Эту водоподъемную машину придумал величайший механик древности Архимед. Она походит слегка на теперешнюю мясорубку, одним концом погруженную в воду. В трубе вертится спиральный винт и гонит воду вверх, точно так, как гонится мясо в мясорубке.

Впоследствии архимедов винт превратили в водяную турбину. Стали, наоборот, прогонять воду через трубу, и винт завертелся, словно крылья мельницы под напором ветра. Получилась отличная водяная турбина, которая неплохо работает даже при небольшом напоре воды.

На заре электротехники динамомашины и электромоторы совершенствовали отдельно. Считалось, что это совсем различные машины, и к каждой нужен свой особый подход,

Но крупнейший ученый — русский академик Ленц путем опытов и математических рассуждений доказал, что динамомашина и электромотор всегда сидят в одном теле и что динамо можно принудить вертеться, если пустить в нее ток, а электромотор заставить давать ток, если его завертеть.

Любители подчеркивать случайность великих изобретений приводят такой исторический анекдот. На Всемирной выставке в Париже один рабочий случайно подключил провода от работающей динамомашины к другой, которая не работала. И та динамо, что не работала, вдруг завертелась. Динамомашина превратилась в электромотор.

Серьезные историки техники прохладно относятся к этому анекдоту. Ему не находится подтверждения. Даже имя рабочего никому не известно.

Но такой факт мог быть. Рабочий мог подключить провода, даже не зная о том, что уже существуют на этот счет суждения выдающихся ученых. Когда возникает общественная потребность в изобретении, одинаковые мысли приходят во множество голов — и профессорам и рабочим.

С тех пор как нашли, что динамо и электромотор — это машины-оборотни и одна из них легко превращается в другую, совершенствовать их стали вместе, словно одну машину.

Нас с детства учат: парта — это парта, дом — это дом, тетрадь — это тетрадь. Но не так все просто оказывается в мире. Водоподъемное колесо — это одновременно и водяное колесо, архимедов винт — это одновременно турбина, динамо — это одновременно электромотор. Словно две души живут в машине.

И счастлив тот изобретатель, кто разгадает в машине оборотня и заставит его работать людям на пользу.

9.3.

Поучительно обращение насоса!

Тут перерисована картинка из старинной книжки: двое насосом выкачивают воздух из бочки.

Работа трудная. Поршень упирается и не лезет из цилиндра. Воздух в бочке разрежен, и наружное давление вгоняет поршень внутрь. Если отпустить веревку, поршень, сорвавшись, ударится цилиндру в дно.

В конце XVII века одновременно нескольким ученым, жившим в различных странах, запала в голову мысль приспособить упрямый поршень воздушного насоса в качестве двигателя для откачки воды в шахтах.

Видно, крепко поприжала людей потребность в посторонней силе, если сразу в несколько голов за сотни километров друг от друга приходит одна и та же, такая необычная мысль.

Да и мысль-то, на первый взгляд, нестоящая.

Много ли сможет сделать поршень за короткий единственный ход от верха до дна цилиндра? Да и что за толк от этого хода! Перед этим приходится с силой оттягивать поршень назад — все равно, что заводить и спускать пружину.

Видно, многое передумали, многое перепробовали и отбросили люди, прежде чем сойтись на поршне воздушного насоса. Ничего другого, видимо, людям не оставалось.

В те времена для дальних странствий строились большие корабли, на полях сражения громыхали пушки. Широчайшее применение получило огнестрельное оружие. Для всего требовался металл.

Трудно даже вообразить, что представляло для средневекового человека-ремесленника получать, например, такие приказы: в марте — апреле месяце 1652 года английское правительство приказало немедленно изготовить 335 пушек, а в декабре того же года объявило, что ему необходимо еще 1500 железных пушек, общим весом в 2230 тонн, 117 тысяч снарядов артиллерийских, 5 тысяч ручных гранат. Немедленно!

И агенты ездили по всей стране, стучали в двери всех мастеров. Но невозможно было удовлетворить столь неожиданный и столь колоссальный спрос. Легко сказать, добудь да отдай 2230 тонн железа, если все годовое производство железа в Англии в те времена едва достигало 20 тысяч тонн!

Для выплавки железа нужен был уголь. Его добывали в шахтах. Шахты заливало водой. Воду откачивали насосы.

Хорошо, если тут же у шахты протекала река. Тогда насосы приводили в движение от водяных колес. Ну, а если не было реки? Уголь не обязательно там, где река!

Тогда запрягали лошадей. Бывало, по 500 лошадей работают в шахте на откачке, и все-таки мощности не хватает.

Потому и хватались ученые за соломинку, за упрямый поршень воздушного насоса, сразу в несколько рук, в разных краях.

9.4.

Обратить воздушный насос, превратить его в двигатель взялся француз Дени Папен.

Вначале Папен поступил, на теперешний взгляд, по-смешному. С превеликим трудом откачал из бочки воздух, оттянул до предела поршень и заставил его при обратном ходе тащить за веревку поршень водяного насоса.

Получилась нелепица: все равно, что хватать самого себя через голову за ухо. Много легче было прямо тащить поршень водяного насоса. Надо было ухитриться получить в цилиндре пустоту без затраты человеческих сил.

Написал письмо коллеге, попросил совета. Был коллега иностранцем, но и ему упрямый поршень не давал покоя.

Получает письменный ответ: зарядить цилиндр, как пушку, порохом. Пристроить к нему фитиль. Вдвинуть поршень до самого дна, как снаряд. А затем фитиль запалить и глядеть, что получится.

Папен взял заряд как можно меньше. Поршень даже не вылетел из цилиндра, задержался у самого верха.

Папен сел и стал ждать. Цилиндр остывал. Раскаленные газы охлаждались, сжимались, уменьшались в объеме. Вроде бы действительно внутри цилиндра начинала получаться пустота. Поршень медленно полез внутрь. Его гнал туда наружный воздух. Поршень лез внутрь и, если бы привязать к нему веревку, перекинутую через блок, он бы потянул за собой и другой поршень водяного насоса, откачивающего воду. Получался двигатель. Но какой!

После каждого выстрела и охлаждения, после каждого хода поршня цилиндр надо было перезаряжать: вкладывать заряд, поджигать фитиль. Когда надо работать — приставляй к машине артиллерийский расчет. Заряжай! Поджигай! Пли! И, живи Папен в наше время, обязательно придумал бы что-нибудь вроде пулемета. Но тогда до пулеметов было далеко.

Папен и сам понимал, что его машина не пойдет. Порох стоил дорого. Но не в этом была главная беда машины. Дело в том, что пороховые газы не сгущались, не оседали росой на стенках цилиндра при комнатной температуре. А поэтому настоящей глубокой пустоты в цилиндре не получалось. Поршень неглубоко влезал в цилиндр и замирал. Машина была маломощная.