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

использовались разные виды газообразного топлива. Этим он принципиально отличался от паровых двигателей внешнего сгорания, работавших на угле и обеспечивавших энергией почти все сферы промышленности с начала индустриальной эпохи, когда Джеймс Уатт впервые разработал практически применимый паровой двигатель (до создания системы внутреннего сгорания оставалась еще сотня лет).

* * *

Чтобы представить себе традиционный паровой двигатель, вспомните знаменитую сцену из «Титаника», где капитан говорит: «Давайте-ка разомнем ему ноги» и отдает приказ: «Полный вперед!». Затем камера переносит нас в машинное отделение, где десятки кочегаров, обливаясь по́том, загружают лопатами тонны угля в пылающий оранжевый зев топок, прячущихся в брюхе исполинского судна. На борту настоящего «Титаника» находились более 150 кочегаров: они должны были, сменяясь, круглосуточно подкармливать пламя углем. Топками нагревались котлы, полные воды, — для создания пара; тот же принцип вы используете, когда кипятите воду в кастрюле, поставив ее на плиту. Пар улавливался специальными герметичными трубами, не пропускающими воздух. Невероятное давление расширяющегося пара рождало колоссальную силу, которая двигала поршни и маховики двигателя, а эти поршни и маховики, в свою очередь, вращали винт корабля. Пламя угля, сгоравшего в топке, никак не соприкасалось с самим двигателем — огонь и котлы с водой находились вне его. Таким образом, вода служила агентом-посредником между топливом и двигателем. Давление, создаваемое образовавшимся паром, приводило механизм в движение.

Система дымовых труб, соединенная с топкой, предназначалась для улавливания густого и полного сажи дыма от сгорания угля. Эти «выхлопные газы» выбрасывались через большие трубы, установленные в верхней части корабельной палубы. Паровой двигатель требует двух действующих агентов: топлива (обычно уголь или дрова) и воды (для выработки пара). Лишь пар приходит в соприкосновение с двигателем. Примитивные формы паровых машин существовали очень давно: древние египтяне использовали энергию пара, чтобы открывать и закрывать тяжелые каменные двери. Но только пионерские исследования Джеймса Уатта и его коллег в 1770-х гг. позволили применить эту технологию в промышленности.

Двигатель внутреннего сгорания, разработанный Отто, представлял собой принципиально иную систему. Сгорание могло происходить лишь в камере самого двигателя — и оно непосредственно двигало поршни. Отто не использовал внешнюю топку и котел с водой, чтобы получить пар. Он сумел вообще избавиться от необходимости задействовать промежуточный агент — воду.

В двигателях внутреннего сгорания топливо «взрывается» в самом цилиндре двигателя. Вместо распространяющегося давления пара речь идет о распространяющемся давлении сгорающего топлива. Именно оно перемещает части двигателя (поршень и коленчатый вал), производя работу.

Истоки двигателя внутреннего сгорания связаны с изобретением пушки в XII в. После поджигания порохового заряда возникает мощное единичное воздействие на ядро, которое в результате вылетает из ствола. К XVII в. ученые начали экспериментировать с закрытым цилиндром, где поршень присоединяется к коленчатому валу, а не толкает само ядро. Отто сумел сконструировать применимый на практике двигатель, основываясь именно на этой идее.

Топливо, использовавшееся для первых двигателей внутреннего сгорания, было нестабильным и слишком легко воспламенялось. Отто обычно применял газы, такие как пропан, водород, бензол{8}, светильный газ. Экспериментировал и с разными видами жидкого топлива, тоже легко воспламеняющимися, например с керосином. Сгорание топлива внутри цилиндра движет поршень взад-вперед, а коленчатый вал вращает колесо, производя работу. Двигатели внутреннего и внешнего сгорания в совокупности относят к общей категории «тепловые машины», превращающие термическую энергию в механическую, тем самым производя работу{9}.

Выполняя «стационарные» задачи на суше, массивная паровая машина могла, скажем, откачивать воду из шахт или вертеть колеса, размалывая зерно либо дробя камень. Паровые машины иных конструкций можно было применять и на транспорте, обеспечивая энергией большие корабли или поезда. Однако такие паровые двигатели имели колоссальные размеры, и для их обслуживания требовалась целая команда работников, постоянно швыряющих в топку огромные количества угля. Эту технологию было особенно трудно применять в море и на железной дороге из-за массивности самого двигателя, котла и системы дымовых труб, а также из-за того, что корабль или поезд должен был везти с собой большие запасы топлива. К тому же двигатель нуждался в постоянном ремонте: неизбежно лопались клапаны, трубы. В любом случае паровой двигатель XIX в. был чудовищно неэффективным: лишь 6–7 % энергии исходного топлива удавалось превратить в полезную работу.

Поскольку система Отто не требовала внешней топки и котла, она была гораздо компактнее парового двигателя. Правда, у изобретения имелся свой недостаток: оно выдавало ничтожное количество энергии — лишь несколько лошадиных сил. А ведь для того, чтобы двигать корабль по волнам, этих сил требовались многие сотни. Зато двигатель Отто оказался эффективнее по количеству работы в пересчете на заданное количество топлива: в 1867 г. его топливная эффективность составила 12 % — вдвое выше, чем у парового двигателя. Индустриальная эпоха была эпохой стремительной экспансии, и члены жюри Парижской выставки быстро поняли, сколь широка возможная область применения нового источника энергии. Потому и дали Отто с Лангеном первый приз.

Отто на несколько десятилетий опередил своего юного почитателя, который тут же помчался домой рисовать чертеж двигателя нового типа.

* * *

Летом того же года девятилетний Рудольф и его отец как-то в выходной день отправились гулять по Парижу. Результатом стала история, которую пересказывали представители многих поколений Дизелей. Воскресенье у Теодора обычно предназначалось для отдыха и того, чтобы проводить время с семьей; остальные шесть дней недели он от восхода до заката трудился в мастерской и лавке.

Неспешные пешие прогулки по городским улицам, через парки, по цветущим садам (Люксембургскому, Тюильри), по набережной Сены были в ту пору самым распространенным развлечением парижан. Никаких вам местных пассажирских поездов или автомобилей. Парижский метрополитен откроется только в 1900 г.

И вот в солнечный денек, становившийся все теплее, отец с сыном начали прогулку[8]. Вдруг они увидели впереди толпу зевак, обступивших какое-то дерево и о чем-то возбужденно переговаривающихся. Приблизившись, они поняли, что с ветки дерева свисает тело человека. Видимо, он покончил с собой.

Оглядев висящего, Теодор Дизель выступил вперед из бурлящей толпы, вынул нож, которым разделывал кожу у себя в мастерской, и перерезал веревку, чтобы тело свалилось на землю. Истерию собравшихся он счел проявлением неуважения к покойнику и своими решительными действиями положил ей конец.

Затем Теодор жестом показал сыну, что пора продолжать прогулку. Некоторое время отец не говорил ни слова. Через несколько минут на вершине холма, куда вела тропинка и откуда открывался вид на пруд, Теодор деликатно опустил ладонь на плечо мальчика. Изобразив таким образом нежность, он вдруг сделал ему подножку и спихнул вниз, в сторону пруда. Рудольф, растопырив руки и ноги, скатился с холма и очутился