Изобретено в России: История русской изобретательской мысли от Петра I до Николая II

У многих дома есть бытовые вентиляторы. Они называются осевыми: воздух выбрасывается из них под тем же углом, под которым засасывается. А вот в промышленности чаще используется другая система — так называемые центробежные вентиляторы, в которых воздух выходит под углом в 90° к забору потока. О них-то мы и поговорим.

Центробежный (или радиальный) вентилятор устроен относительно просто. Внутри его кожуха вращается ротор с лопатками, изогнутыми определенным образом. Воздух подается внутрь ротора по его оси через входное отверстие, а выбрасывается лопатками вбок, под прямым углом. В английском языке такую конструкцию часто из-за внешнего сходства называют «беличье колесо». Основные плюсы радиальной системы относительно привычной нам осевой хорошо заметны в промышленных условиях: такие вентиляторы значительно прочнее и надежнее, работают тише, и, главное, они масштабируемы до чудовищных размеров, то есть с их помощью можно перегонять гигантские массы воздуха или газа. Нередко они применяются для транспортировки горючих или взрывоопасных газовых смесей.

Есть и еще один момент. Радиальный вентилятор так или иначе представляет собой импеллер, то есть лопаточное устройство, заключенное в кольцеобразный кожух. Благодаря этому отсутствует срыв потока[4] на концах лопастей и, соответственно, индуктивное сопротивление, а значит, такая конструкция намного экономичнее осевой. 90 % вентиляторов, применяющихся в системах отопления, вентиляции и кондиционирования, центробежные.

А теперь углубимся в историю.

Военный инженер

Александр Александрович Саблуков родился в 1783 году в богатой дворянской семье. Его отец, действительный тайный советник и сенатор, в 1797–1800 годах возглавлял Мануфактур-коллегию — иначе говоря, был министром промышленности.

И Александра, и его брата Николая ждала военная карьера. Первый в итоге дослужился до генерал-лейтенанта корпуса горных инженеров России, а второй — до генерал-майора русской императорской армии. Много позже, уже посмертно, в 1860-х, Николай Саблуков прославился опубликованными на английском языке «Записками» — одним из важных источников информации об эпохе Павла I.

Александр с детства был склонен к техническим наукам, и отец всячески поддерживал этот интерес. В результате Александр получил прекрасное образование, а позже завоевал значительный авторитет в российской инженерной среде. Ему принадлежит ряд усовершенствований в артиллерийском деле, в конструкциях прицельных систем и т. д. Но свои самые значимые изобретения он сделал, будучи уже немолодым человеком и уйдя в отставку.

До и после

Первое упоминание системы, близкой к центробежному вентилятору, датируется 1556 годом. Ее кратко характеризует немецкий ученый, «отец минералогии» Георгий Агрикола в своем монументальном труде De re metallica — первой европейской энциклопедии металлургии и горного дела. Эта 12-томная работа в течение полутора веков была самым авторитетным источником информации о горнодобывающей отрасли — от исследования условий для строительства шахт до плавления металлов и изготовления из них различных изделий. На одной из ксилографий Агрикола изобразил нечто вроде примитивного центробежного вентилятора с мускульным приводом, предназначенного для подачи воздуха в шахты.

Но вплоть до XIX века упоминание такого рода систем оставалось единственным. Лишь в 1827 году американский инженер Эдвин Стивенс из Нью-Джерси установил опытный вентилятор этого типа для охлаждения котлов парохода «Северная Америка». Аналогичная идея пришла в голову известному изобретателю Джону Эрикссону, прославившемуся своими судостроительными проектами, в частности броненосцем «Монитор», который стал родоначальником нового класса кораблей. Так вот, Эрикссон применил центробежный вентилятор для охлаждения котлов парохода «Корсар» (1832).

Но, как ни странно, ни Стивенс, ни Эрикссон не увидели потенциала этой системы, и оба случая остались единичными, так и не получив дальнейшего развития. А Александр Саблуков — увидел перспективу и, более того, сумел доказать свою правоту окружающим.

Русский вентилятор

Уйдя в отставку в конце 1820-х, Александр Саблуков вплотную занялся гражданской инженерией. В 1832 году, одновременно с Эрикссоном, он спроектировал центробежный вентилятор классической конструкции. Внутри кожуха вращался ротор с четырьмя прямыми лопатками (изгибать их соответственно направлению потока начали гораздо позже), а воздух всасывался не с одной, а с обеих сторон устройства. Первый вентилятор был ручной, его вращали два работника; впоследствии, еще при жизни Саблукова, аналогичные системы начали подключать к паровым машинам, значительно увеличив их производительность. Но даже на мускульном приводе вентилятор мог перемещать до 2000 кубометров воздуха в час.