Загадочное дело Рудольфа Дизеля. Удивительная жизнь и необъяснимая смерть великого изобретателя - Дуглас Брант

родного Северного моря. Англия считала это самой серьезной угрозой для своего существования. Тем не менее Вильгельм заявил о решимости построить немецкий военно-морской флот, который станет грозным соперником британского и даже превзойдет его по мощи. Кроме того, он объявил о своих намерениях завести новые колонии, которые будут поставлять сырье для немецкой промышленности. Вильгельм назвал эти амбициозные планы «Новый курс» Германии. Его агрессивная политика привела к неожиданной оттепели в отношениях между Англией, Францией и Россией. Теперь Франция уже не находилась в изоляции, так что союз трех держав, за который так держался Бисмарк, трещал по швам.

Раз уж континентальная держава решила строить военно-морской флот, готовый потягаться с британским, Англия больше не могла придерживаться нейтралитета в своей международной политике. Королева Виктория (как всегда, говоря о себе в третьем лице) писала премьер-министру Солсбери: «Положение дел настолько переменилось, что Королева поневоле вынуждена отметить: наша изоляция стала опасна»[59]. Отставной канцлер Бисмарк предсказывал, что Вильгельм II приведет Германию к краху.

Параллельно всем этим политическим трениям, во многом возникшим из-за военно-морских и имперских амбиций Вильгельма, менялись и технологии. Ведь для того, чтобы создать военный флот, властвующий на морских путях, требовались новые технические достижения. Так сложились условия для формирования той жизненно важной роли, которую Рудольф Дизель сыграет в борьбе великих держав за первенство.

Глава 9. Рождение дизельной тяги

Прекратив работу над аммиачным двигателем, Дизель сосредоточился на том, чтобы избавиться от промежуточного агента, требуемого для систем внешнего сгорания. Он вспомнил, как в его мюнхенские студенческие дни преподаватель показывал им опыт со старой зажигалкой для сигар. Эта нехитрая технология, используемая для создания «горячего уголька», стала для Рудольфа зародышем идеи нового двигателя с системой сгорания. Много лет спустя он попросил свое учебное заведение прислать ему то самое устройство (его научное название — пневматический трутовый воспламенитель), действие которого он некогда наблюдал в аудитории, чтобы теперь продемонстрировать его своим детям.

Ойген Дизель описал в биографии отца эту демонстрацию. Трое детей уселись рядом с Рудольфом в гостиной, и он показал им трутовую зажигалку. Формой и размерами она походила на современный велосипедный насос, только со стеклянным корпусом, так что содержимое было всем видно.

Сильно сжатый воздух выделяет теплоту. Даже велосипедный насос нагревается после непродолжительной работы. Идея пневматической зажигалки такова: вы толкаете поршень, воздействуя им на воздух, находящийся в цилиндре. Резкое сжатие воздуха порождает тепло, которое, в свою очередь, воспламеняет трут, имеющийся в камере зажигалки. Все просто.

Рудольф сидел в кресле рядом с детьми, которым не терпелось увидеть, как же действует эта штука. Одной рукой он взялся за корпус устройства, а другой изо всех сил нажал на поршень… но ничего не произошло. Второе резкое движение также не дало результата. На третий раз трут, оказавшийся в сжатом воздухе, все-таки начал тлеть красным огоньком. Позже Ойген писал: «Нам, детям, это казалось просто каким-то волшебством — трут начал светиться и тлеть, хотя к нему не подносили никакое пламя»[60].

Затем Рудольф сказал детям: «А теперь представьте, что здесь, внутри, не трут, а нефть, или бензин, или угольная пыль. Конечно, они тоже воспламенятся, начнут бурно гореть, а поскольку тепло расширяет предметы и воздух, внутри цилиндра возрастет давление и поршень начнет двигаться. Дизельный двигатель — просто такая вот пневматическая трутница. Есть лишь одно различие: топливо сначала сжимают, а уж потом заталкивают в цилиндр. Там оно загорается и выполняет работу»[61].

В этом и состояло главное новшество двигателя Дизеля. Первый такт: открывается воздушный клапан, и из-за разницы давлений поршень движется вниз. Благодаря этому в цилиндр затягивается обычный воздух — точно так же, как это происходит с велосипедным насосом. Затем поршень резко движется вверх, прижимая этот объем воздуха к головке цилиндра и создавая внутреннее давление 34 атмосферы. Огромное давление нагревает воздух до температуры, превышающей 500 °C. Именно в этот момент в цилиндр вводится топливо. В таком жаре оно мгновенно воспламеняется — происходит мини-взрыв, который толкает поршень обратно. На этом такте как раз и рождается полезная энергия. Система не требует искрового зажигания. Во времена Уатта такая высокотемпературная конструкция была невозможна из-за металлургических ограничений; более того, и во времена Дизеля сделать ее было очень трудно. Чтобы воплотить эту схему в жизнь, требовались металлы высочайшего качества, а также детали, созданные высококвалифицированными специалистами в точном соответствии с заданными параметрами. Однако Дизель уже тогда сознавал: если его расчеты верны, получается, что именно сжатие — ключевой фактор безопасности и эффективности двигателя. Он полагал, что вполне возможно взять топливо, стабильное (и не дающее паров) при комнатной температуре, и с холодного старта, без всякой системы искрового зажигания ввести его в камеру с сильно сжатым воздухом, чтобы там как раз и произошло внутреннее сгорание. По его расчетам, оно должно было полезным образом использовать примерно вчетверо больше энергии, содержащейся в топливе, чем позволяет какой-либо иной двигатель. По сути, Дизель в разы увеличит полезную энергию, таящуюся в природных ресурсах мира.

* * *

Воображению Дизеля рисовался двигатель, в цилиндре которого создается давление, стократно превышающее то, что возникало в продававшихся тогда двигателях Отто. По его расчетам, такой уровень сжатия будет давать достаточно высокие температуры (около 800 °C) для того, чтобы сгорание топлива конвертировалось в полезную работу. Дизель рассчитал: сгорание топлива при постоянной, притом очень высокой температуре позволит извлекать из него максимальную энергию. Забудем о 6 % топливной эффективности паровых машин и 12–20 % эффективности других (не дизельных) нефтяных двигателей; изобретатель предсказывал — правда, пока только теоретически — 73 %-ную топливную эффективность своего двигателя!{35}

Цель выглядела столь впечатляюще, что большинство экспертов в 1890 г. сходились во мнении: это безумие. Дугальд Клерк, шотландский инженер, специалист по двигателям, заявил, что предлагаемое повышение уровня внутреннего сжатия в камере двигателя потребует более массивных и громоздких деталей. Рост массы самого двигателя повысит трение и потери энергии, так что любые преимущества по части эффективности попросту нивелируются. Двигатель Дизеля и в самом деле требовал, чтобы при его изготовлении использовали материалы высочайшего качества (это касалось не только стали), что сделало бы его не только тяжелее, но и дороже в производстве по сравнению с конкурирующими двигателями сгорания, такими как двигатель Отто.

Однако тот же Клерк отмечал: «Разумеется, следует помнить, что пока инженеры имеют мало опыта работы с нефтяными двигателями в сравнении с опытом по части двигателей газовых [имелись в виду такие газообразные виды топлива, как бензол]. Вероятно, в ходе дальнейшей разработки этой