Мы живем в высокотехнологичном мире – многие вещи стали настолько привычны, что мы используем их просто автоматически. И уж конечно, не задумываемся о том, какой путь пришлось проделать для изобретения всего этого, сколько попыток – удачных и не очень – совершили инженеры прошлого в поисках простого и эффективного решения.
Одним из этих инженеров был Павел Николаевич Яблочков. Автор множества изобретений, он стал известен благодаря единственному – электрической дуговой лампе. Большинство его новаторских идей были разработаны и осуществлены за пределами России – во Франции. Но он вернулся домой, потратив все свое состояние в 1 млн. франков на то, чтобы выкупить свои заграничные патенты и привезти их на родину.
Обо всем по порядку
14 сентября 1847 года в обедневшей дворянской семье старинного русского рода Яблочковых родился первенец, которого назвали Павлом в честь деда. Отец, губернский секретарь Николай Павлович, по болезни был уволен со службы и почти все время находился дома. Но воспитанием детей и ведением хозяйства занималась в основном мать, Елизавета Петровна, строгая и волевая женщина с крутым нравом. Начальное образование Павел получил дома. Обучая сына счету и письму, отец сумел привить ему и интерес к творчеству. Нередко они конструировали что-то вместе. Еще будучи ребенком, Павел сделал первое полезное изобретение – землемер, прослуживший крестьянам деревень Петропавловки, Байки и Согласова долгие годы. Землемер Яблочкова, прародитель современного угломерного прибора, представлял собой устройство, которое при обороте колеса отсчитывало путь, пройденный телегой, и вскоре стало незаменимым в работе.
Когда Павлу Яблочкову исполнилось 11, по настоянию матери его отправили учиться в мужскую гимназию в Саратове. Способности мальчика приемная комиссия оценила, и его зачислили сразу во второй класс. Но в 1862 году Николай Петрович отозвал 15-летнего сына из пятого класса гимназии, чтобы отправить его в Николаевское инженерное училище Русской императорской армии. Однако для прохождения сложных вступительных испытаний Павлу не хватило знаний, так что юноша несколько месяцев проходил подготовку в частном пансионе под руководством талантливого инженера и композитора Цезаря Кюи. Это было судьбоносное знакомство. Цезарь Антонович проникся симпатией к молодому человеку и пробудил в мальчике интерес к учебе. Их дружба длилась еще долгие годы.
Мы живем в высокотехнологичном мире – многие вещи стали настолько привычны, что мы используем их просто автоматически. И уж конечно, не задумываемся о том, какой путь пришлось проделать для изобретения всего этого, сколько попыток – удачных и не очень – совершили инженеры прошлого в поисках простого и эффективного решения.Одним из этих инженеров был Павел Николаевич Яблочков. Автор множества изобретений, он стал известен благодаря единственному – электрической дуговой лампе. Большинство его новаторских идей были разработаны и осуществлены за пределами России – во Франции. Но он вернулся домой, потратив все свое состояние в 1 млн. франков на то, чтобы выкупить свои заграничные патенты и привезти их на родину.
Обо всем по порядку
14 сентября 1847 года в обедневшей дворянской семье старинного русского рода Яблочковых родился первенец, которого назвали Павлом в честь деда. Отец, губернский секретарь Николай Павлович, по болезни был уволен со службы и почти все время находился дома. Но воспитанием детей и ведением хозяйства занималась в основном мать, Елизавета Петровна, строгая и волевая женщина с крутым нравом. Начальное образование Павел получил дома. Обучая сына счету и письму, отец сумел привить ему и интерес к творчеству. Нередко они конструировали что-то вместе. Еще будучи ребенком, Павел сделал первое полезное изобретение – землемер, прослуживший крестьянам деревень Петропавловки, Байки и Согласова долгие годы. Землемер Яблочкова, прародитель современного угломерного прибора, представлял собой устройство, которое при обороте колеса отсчитывало путь, пройденный телегой, и вскоре стало незаменимым в работе.
Когда Павлу Яблочкову исполнилось 11, по настоянию матери его отправили учиться в мужскую гимназию в Саратове. Способности мальчика приемная комиссия оценила, и его зачислили сразу во второй класс. Но в 1862 году Николай Петрович отозвал 15-летнего сына из пятого класса гимназии, чтобы отправить его в Николаевское инженерное училище Русской императорской армии. Однако для прохождения сложных вступительных испытаний Павлу не хватило знаний, так что юноша несколько месяцев проходил подготовку в частном пансионе под руководством талантливого инженера и композитора Цезаря Кюи. Это было судьбоносное знакомство. Цезарь Антонович проникся симпатией к молодому человеку и пробудил в мальчике интерес к учебе. Их дружба длилась еще долгие годы.
На военной службе
В сентябре 1863-го Яблочков с отличием сдал экзамен и был определен в младший кондукторский класс Николаевского училища. Распорядок в военно-учебном заведении был строгим, требования – высокими. Через несколько лет юноша превратился в физически крепкого и дисциплинированного молодого человека. Из училища он вышел в чине инженер-подпоручика и был отправлен на службу в 5-й саперный батальон Киевской крепости. На военной службе Яблочков оставался всего 15 месяцев: карьера офицера не привлекала его, куда больше Павел интересовался электротехническими новинками. Однако для практических опытов ему не хватало образования. Несмотря на уговоры родителей, поручик Яблочков бросил военное дело. Однако судьба вынудила снова к нему вернуться: Яблочков решил поступать в Техническую гальваническую школу (в недалеком будущем Электротехническая военная школа), единственное заведение, связанное с электротехникой. Но туда набирали студентов лишь из числа военных.
В январе 1869-го Яблочков снова вернулся на действительную службу и поступил в Техническое гальваническое училище. Именно там определилась судьба ученого. Познакомившись с новейшими достижениями в области использования электрического тока на примере минного производства, он не только приобрел ценные практические и теоретические знания, но и наконец понял, чем хочет заниматься. После окончания учебы Павел Яблочков снова попал по распределению в 5-й саперный батальон, но уже на должность заведующего оружием.
Вопрос электричества становился для армии все более актуальным. Однако Яблочков не желал оставаться на службе: бесперспективность гарнизонной жизни все больше тяготила его. Отслужив положенный по распределению год, Павел женился и переехал из Киева в Москву.
Начало новой жизни
На новом месте молодой инженер получил престижную должность начальника службы телеграфа на Московско-Курской железной дороге. Здесь он не спеша постигал тонкости электротехнического ремесла. И даже создал «чернопишущий телеграфный аппарат». К сожалению, до нашего времени он не дошел, и что представляло собой изобретение, неизвестно.
Яблочков регулярно посещал любительский кружок электротехники при Московском политехническом музее и был в курсе всех новинок в этой области. Его очень заинтересовали эксперименты Александра Лодыгина, который занимался освещением улиц и помещений электрическими нитевыми лампами. Павел решил двинуться в этом же направлении. Следующим новшеством изобретателя стало применение электропроводного при высокой температуре каолина, который Яблочков использовал для изоляции углей свечи. Он даже сделал лампочку, где нить накала была изготовлена из каолина. Она в отличие от лампы Лодыгина не требовала вакуума, поскольку не перегорала на открытом воздухе. Но изобретение самому Яблочкову не нравилось, и каолиновое новшество было быстро забыто.
Тем временем телеграфия развивалась быстрыми темпами, и молодому человеку очень скоро представилась возможность проявить себя. В 1874 году администрация Московско-Курской дороги обратилась к Яблочкову с просьбой, чтобы он, инженер, специалист, интересующийся электрическим освещением, придумал, как осветить дорогу ночью и тем самым обезопасить ее. Ведь в правительственном поезде, который следовал через Москву в Крым, должен был ехать сам император Александр II.
Именно тогда, впервые в истории железной дороги на паровозе был установлен прожектор с дуговой лампой Петрова и регулятором Фуко. Целую ночь Павел Яблочков провел на передней площадке паровоза. Он менял угли, подкручивал регулятор, а когда меняли локомотив, переустанавливал прожектор и запускал его заново. Опыт удался, однако для повсеместного использования технология оказалась слишком затратной. На такого рода освещение уходило много ресурсов и нужен был специально обученный человек, который бы постоянно следил за горением лампочки и сближал угли по мере их сгорания. Миру требовалось нечто более простое.
Из воспоминаний русского электротехника Владимира Чиколева: «…Яблочков, поместив в пустом багажном вагоне батарею элементов Бунзена, сам лично уселся спереди локомотива с регулятором Фуко в металлическом рефлекторе. Ночь была очень холодная, но Яблочков просидел до утра на сильном ветру в дубленке, постоянно помогая руками действию лампы, так как нельзя было позволить свету потухнуть хотя бы на короткий промежуток времени, а лампа Фуко действовала ненадежно».
Да будет свет!
Уйдя в 1874-м со службы на телеграфе, Яблочков вместе с другим электротехником Николаем Глуховым открыл свою мастерскую. По воспоминаниям современников, «это был центр смелых и остроумных электротехнических мероприятий, блестевших новизной и опередивших на 20 лет течение времени». Там он занимался изучением электролиза растворов поваренной соли, совершенствовал аккумуляторы и электрические генераторы, проводил опыты по освещению большой площади огромным прожектором. В 1875 году во время одного из экспериментов с электролитическими ваннами параллельные угольные стержни случайно коснулись друг друга и на секунду между ними вспыхнула электрическая дуга, озарившая светом лабораторию. Так зародилась идея будущей «свечи Яблочкова».
Свое изобретение Павел Яблочков первым делом планировал показать на престижной выставке в Филадельфии, где электротехники всего мира демонстрировали передовые достижения. Он отправил жену с детьми к родителям в Саратов, а сам, собрав все имеющиеся средства, отправился в Штаты. Однако до Америки Яблочков так и не добрался. Осенью 1875-го он остановился в Париже – на дальнейшее путешествие у изобретателя не хватило денег. Но нет худа без добра.
В Париже инженер заинтересовался трудами академика Луи Бреге, который изобретал физические приборы, известные всему миру. Бреге принял инженера радушно и даже предложил ему работу в своей мастерской – самой известной и лучше всего оснащенной лаборатории того времени. Яблочков согласился, но параллельно проводил и собственные исследования, оборудовав место в гостиничном номере. Их результат – два французских патента на конструкцию электромагнита с плоской обмоткой, полученные в течение года.
Обжившись на новом месте, Павел Яблочков размышлял, как закончить проект лампочки. Сперва инженер попытался было сохранять неизменным расстояние между углями, поместив между ними специальную огнеупорную прокладку, но она препятствовала горению и самих стержней. За два года он внес в изобретение 6 новшеств, но все не мог получить то, что ему хотелось. Легенда гласит, что идею ему подсказали аккуратно разложенные на скатерти официантом столовые приборы. Яблочкова посетила мысль, что угли, которые до этого располагались горизонтально, можно поставить вертикально и закрепить. Так инженер и сделал. Кроме того, он внес в состав изолирующего материала органику, образовывавшую при сгорании угольную пленку, которая, застывая, создавала проводящий мостик между стержнями. Достаточно было подать напряжение, чтобы устройство засветилось. К весне 1876 года Павел Яблочков завершил конструкцию электросвечи и в короткие сроки получил французский патент №112024. Изобретение оказалось значительно проще, удобнее и дешевле, нежели предшествующая ей угольная лампа, созданная Лодыгиным.
На Лондонской всемирной выставке физических приборов, куда Яблочков прибыл в качестве представителя фирмы Бреге, свеча произвела настоящий фурор. Тогда же и состоялась первая публичная демонстрация детища инженера. Ученый установил четыре обернутые в асбест свечи на четырех постаментах, подвел к светильникам ток и повернул рукоятку генератора. Помещение залилось голубоватым электрическим светом, публика рукоплескала. Именно после этого Павел Яблочков был избран в действительные члены французского физического Общества.
Заголовки статей европейских газет того времени гласили: «Вы должны видеть свечу Яблочкова»; «Изобретение русского отставного военного инженера Яблочкова – новая эра в технике»; «Свет приходит к нам с Севера – из России»; «Северный свет, русский свет – чудо нашего времени»; «Россия – родина электричества».
Сияние «русского света»
Свечи Яблочкова пользовались спросом, и компании по их производству открылись во многих странах. Самой крупной из них стала французская «Генеральная компания электричества с патентами Яблочкова», которой инженер уступил свое право на изобретение. В ней же он и трудился, заняв должность руководителя технического отдела с довольно скромной для его заслуг зарплатой.
Свет вошел в моду. Оборот свечей был огромным и приносил огромную прибыль компании. Заводы выпускали ежедневно свыше 8 тыс. лампочек, и это все равно не покрывало спроса, который, несмотря на немалую стоимость, порядка 20 копеек за свечу с работой не более получаса, рос ежедневно. В 1877 году «русским светом» озарялись крупные фешенебельные магазины Парижа, белые матовые фонари украсили площади, проспект Оперы и крытый ипподром. В Англии лампочки зажглись над Темзой, осветили мост Ватерлоо, отель «Метрополь» в Лондоне и Вестгейтские морские пляжи в графстве Кент.
Люди толпами собирались вечером, чтобы полюбоваться чудесным сиянием. А акционеры газовых компаний, чье производство ламп сошло на нет, то и дело обращались в правительство с просьбой запретить массовое распространение электрического освещения, но безрезультатно.
«Русский свет» озарил мир. Наконец сбылась мечта изобретателя – и любимая Россия стала страной светотехнического прогресса. Но как ни парадоксально, на родине первая лампочка Яблочкова появилась лишь в конце 1878 года. Светом, покорившим к тому времени всю Европу, озарились казармы Кронштадтского учебного экипажа и площадь у дома командира морского порта, а чуть позже Каменный театр в Петербурге.
Газета «Новое время» 6 декабря 1878 года писала: «…Внезапно зажгли электрический свет, по зале мгновенно разлился белый яркий, но не режущий глаз, а мягкий свет, при котором цвета и краски женских лиц и туалетов сохраняли свою естественность, как при дневном свете. Эффект был поразительный».
Параллельно с работой в компании Яблочков занимался и новыми проектами. Так, 30 ноября 1876 года он получил еще один патент на создание индукционной катушки – трансформатора, а уже через год изобретателем был собран первый в мире генератор переменного тока, который инженер тут же применил в экспериментах по совершенствованию свечи. Оказалось, что переменный ток куда полезнее постоянного. Во-первых, он обеспечивал равномерное выгорание стержней и позволял отказаться от неудобного регулятора. Во-вторых, за счет увеличения толщины одного из углей, позволял продлить горение свечи на два часа.
Чуть позже, продолжая эксперименты, Яблочков перешел к использованию статических конденсаторов в цепи переменного тока, что позволило ему разработать систему автоматической замены свечей. Это был первый в мире проект «дробления» электрического света, что позволяло питать большое количество свечей от одного генератора.
Возвращение домой
В 1878 году Яблочков, уже всемирно известный изобретатель, вернулся в Россию. Его целью было заняться электрическим освещением на родине. В Петербурге он учредил акционерную компанию «Товарищество электрического освещения и изготовления электрических машин и аппаратов П.Н. Яблочков-изобретатель и Ко», в которую инвестировали как промышленники и военные, так и просто поклонники электротехники. Присоединился к работе и другой известный изобретатель, Александр Лодыгин. Производство развернули быстро: весной 1879-го Товарищество соорудило ряд установок электрического освещения по проектам Яблочкова, и Россия наконец засияла. Более 500 фонарей были установлены на военных кораблях, царской яхте «Ливадия» и Кронштадтском пароходном заводе. Тогда же Павла Николаевича наградили именной медалью императорского Русского технического общества за то, что «своими трудами и настойчивыми многолетними исследованиями и опытами первым достиг удовлетворительного на практике разрешения вопроса об электрическом освещении».
Из воспоминаний русского электротехника Владимира Чиколева: «Он поселился в роскошных апартаментах «Европейской гостиницы», и кто только не бывал у него: светлости, сиятельства, высокопревосходительства, превосходительства без числа, городские головы… Яблочкова всюду приглашали нарасхват, везде продавались его портреты, в газетах и журналах ему посвящались сочувственные, а иногда и восторженные статьи…»
Начали реализовываться проекты по освещению улиц, площадей и вокзалов, однако многие из них завершить не удалось. Не способствовала этому ни техническая отсталость России, ни разыгравшаяся русско-турецкая война. И дело, поддерживаемое изначально всеми, стало медленно угасать. Больше не было крупных инвесторов, пресса не интересовалась электротехникой, да и к тому же Томас Эдисон представил в Соединенных Штатах свою лампу накаливания, которую, в отличие от свечей Яблочкова, можно было гасить и зажигать по несколько раз.
Короткий век «русской сверхновой»
В ноябре 1879 года Эдисон, внимательно изучивший чертежи лампу Лодыгина и Яблочкова, внес в свой проект завершающие штрихи и получил патент на более совершенную электрическую свечу. Этому изобретению способствовали долгие годы кропотливой работы, полторы тысячи опытов с различными материалами и огромное состояние в 100 тыс. долларов. Эдисон явил свету новую, первую в мире лампу накаливания с продолжительностью работы в 1000 часов. Она была более экономичной, а свет в ней давала раскаленная электричеством металлическая нить, изначально придуманная Лодыгиным. Изобретение Эдисона не просто сместило свечу Яблочкова с лидирующей позиции, а оставило ее далеко позади. Теперь с каждым днем «русская сверхновая» лампа становилась все более бесполезной.
Яблочков отнесся к американскому конкуренту негативно. Он выступил в печати, где утверждал, что Томас Эдисон украл идею русских, ведь, по мнению многих ученых, шедевр Эдисона – это перекроенная работа Яблочкова, который, будь у него на это чуть больше времени, мог бы и сам сделать подобное открытие. Но ученый мир изобретателя не поддержал, а Международная электротехническая выставка, которая открылась 1 августа 1881 года в Париже, поставила окончательную точку в недолгой эпопее свечей Яблочкова.
Жизнь после
С тех самых пор Яблочков больше не занимался делами Товарищества, но эксперименты не оставил. Он переключился на создание мощного и менее затратного химического источника тока. И в этой области также стал первопроходцем.
В ряде экспериментов с химическими веществами Яблочков попробовал разделять катодное и анодное пространства деревянными сепараторами. В дальнейшем это открытие нашло широкое применение в производстве свинцово-кислотных аккумуляторов. Но работы с источниками химического тока дурно сказались на самочувствии изобретателя. Проводя эксперименты с хлором, он в результате взрыва сжег себе слизистую оболочку легких и с тех пор часто задыхался и страдал от отечности ног, переросшей со временем в водянку. С возрастом начались и проблемы с сердцем – они в итоге и погубили инженера.
За пару лет до смерти Яблочков со второй женой и сыном переехал в Саратовскую губернию, где когда-то был его отчий дом. Однако, как оказалось, имение сгорело при пожаре, и семья поселилась у старшей сестры Екатерины.
Павел Яблочков писал за два года до смерти: «Проработав всю жизнь над промышленными изобретениями, на которых многие люди нажились, я не стремился к богатству, но я рассчитывал, по крайней мере, иметь, на что устроить для себя лабораторию, в которой я бы мог работать не для промышленности, но над чисто научными вопросами, которые меня интересуют. И я, возможно, принес бы пользу науке, как я это сделал для промышленности. Но мое необеспеченное состояние заставляет оставить эту мысль… Я в настоящее время имею на личном счету только нищету, грудную болезнь… Вот мой баланс за 17 лет работы…»
Ночами инженер работал над проектом электроосвещения Саратова, но закончить его не удалось. 19 марта 1894 года в 6 часов утра изобретатель умер. На месте захоронения, много лет спустя, был воздвигнут памятник, с выбитыми на нем словами изобретателя: «Электрический ток будет подаваться в дома, как газ или вода».
