Приключения изобретений

Но это ещё не всё. Обслужив слоновое колесо, вода (её стало больше – в поток вливалась и вода, которую выкачивали из шахты насосы) устремлялась ещё в один подземный канал, к другой шахте. Там тоже была вырыта пещера и установлено второе слоновое колесо, чуть поменьше первого. И здесь оно приводило в движение насосы, откачивавшие воду из шахты.

Фролов достиг предела в использовании водяных колёс, построив такие большие сооружения, каких нигде в мире не решались ставить. Он создал хитроумные устройства, передававшие движение от колеса сразу к нескольким рабочим механизмам: к насосам, рудоподъёмникам, механизмам для промывания и обогащения руды.

Всю жизнь Фролов стремился к тому, чтобы поток воды работал много раз – приводил в движение не одно, а несколько колёс. В первом его большом змеиногорском сооружении вода, отведённая по каналу от плотины, обслуживала три рудообогатительные фабрики и на каждой фабрике совершала несколько работ. А в сооружении со слоновыми колёсами поток воды путешествовал по трём шахтам, то спускаясь под землю, то снова поднимаясь на поверхность.

А почему же так важно было Фролову, чтобы поток воды совершал как можно больше работы? Потому, что это выгодно. Достаточно было построить одну плотину и отвести от неё один канал, который мог потом разветвляться. Ведь плотина – самая дорогая часть сооружения. Недаром Ползунов писал, что его машина избавляет заводы от расхода на постройку плотин.

Водяные колёса были двигателем привычным – ими пользовались тысячелетие. Всякий понимал, что построить колесо, которое выполняет больше работы, чем прежние, выгодно. И соорудить одну плотину, которая обеспечивала бы водой много колёс, дешевле, чем строить несколько плотин. Поэтому Фролову было намного легче осуществлять свои замечательные проекты, чем Ползунову.

Новое изобретение почти всегда пробивало себе путь труднее, чем усовершенствование старого.

Великий труд Ползунова оказался для России преждевременным. Немногие понимали тогда, что водяной двигатель отживает свой век – мало было ещё на заводе машин, для которых необходим был бы двигатель мощнее водяного колеса. Кроме того, не умели в то время в России (да и в Англии только учились) точно обрабатывать детали металлических машин. Из-за этого быстро износился паровой двигатель, созданный с огромным трудом Ползуновым.

Так вышло, что паровая машина – новый двигатель для заводских нужд, изобретённый в России, – пришла к нам через десятилетия из Англии.

А самое замечательное в истории двух изобретателей, которую вы прочли, вот что: на Алтае, в далёком крае, который не только за границей, но и в Петербурге считали в то время чуть ли не диким, одновременно работали два не только гениальных, но и глубоко образованных инженера. Именно здесь, на Алтае, завершалась эпоха водяных колёс и открывалась эпоха пара.

Козьма Фролов довёл до высшего возможного совершенства старинный двигатель – водяное колесо. Иван Ползунов создал двигатель будущего, XIX века – паровую машину.

ПОБЕДА ПАРА

В тот самый год, когда Иван Ползунов закончил все чертежи изобретённой им паровой машины, молодой английский механик Джеймс Уатт впервые познакомился с паровым насосом Ньюкомена. Уатт работал механиком в университете, и ему поручили исправить плохо работавшую модель ньюкоменовского насоса, которую профессор обычно показывал на лекциях.

Дело, с которым Уатт думал быстро справиться, заняло у механика два года. Больше того, этот ремонт насоса повернул всю его жизнь, привёл к важнейшим изобретениям.

Часто человек, столкнувшись с непонятным явлением, пожмёт плечами и спокойно переходит к другим делам. Но есть люди, которые не успокоятся, пока не разрешат загадки, не найдут объяснения непонятному. Такие и становятся учёными, изобретателями.

Уатт не мог понять, почему модель работает плохо, сколько ни подправляй её – расходует массу топлива и даёт недостаточно пара. Поехал механик на шахту, чтобы посмотреть действующий насос Ньюкомена. И тут он с удивлением убедился, что виновата была вовсе не модель, которую он пытался исправить. Те же недостатки оказались свойственны всем ньюкоменовским машинам.

Стал Уатт доискиваться, в чём же тут дело, почему в котле пара много, а в цилиндре его не хватает. Он искал ответа и в опытах, и в книгах, и в беседах с учёными. Увлечённый загадкой насоса, Уатт сам стал исследователем и учёным. Упрямо, день за днём, месяц за месяцем искал он объяснения его плохой работы. И наконец нашёл!

В машине Ньюкомена было заложено неустранимое, казалось, противоречие. Для того чтобы пар в цилиндре конденсировался, надо было впрыскивать много холодной воды – иначе говоря, охлаждать стенки цилиндра. А для того чтобы пар быстро и сильно поднимал поршень, его надо было впускать в горячий цилиндр. Попадая на охлаждённые стенки цилиндра, часть пара сразу превращалась в воду и, значит, не производила никакой полезной работы. Вот поэтому-то и получалось, что котёл давал много пара, а в цилиндре его не хватало для энергичного и быстрого подъёма поршня.