И Яблочков, и Лодыгин были «временными» эмигрантами. Они не собирались покидать родину навсегда и, достигнув успеха в Европе и Америке, вернулись обратно. Просто Россия во все времена «стопорила», как сегодня модно говорить, инновационные разработки, и порой проще было поехать во Францию или США и там «продвинуть» свое изобретение, а потом триумфально вернуться домой известным и востребованным специалистом. Это можно назвать технической эмиграцией — не из-за нищеты или нелюбви к родным разбитым дорогам, а именно с целью оттолкнуться от заграницы, чтобы заинтересовать собой и родину, и мир.
Судьбы этих двух талантливых людей очень похожи. Оба родились осенью 1847 года, служили в армии на инженерных должностях и почти одновременно уволились в близких чинах (Яблочков — поручика, Лодыгин — подпоручика). Оба в середине 1870-х сделали важнейшие изобретения в области освещения, развивали их в основном за границей, во Франции и США. Правда, позже их судьбы разошлись.
Итак, свечи и лампы.
НИТИ НАКАЛИВАНИЯ
Первым делом стоит заметить, что Александр Николаевич Лодыгин не изобрел лампу накаливания. Как не сделал этого и Томас Эдисон, которому Лодыгин в итоге продал ряд своих патентов. Формально пионером использования для освещения раскаленной спирали стоит считать шотландского изобретателя Джеймса Боумана Линдси. В 1835 году в городе Данди он провел публичную демонстрацию освещения пространства вокруг себя с помощью раскаленной проволоки. Он показывал, что такой свет позволяет читать книги без применения привычных свечей. Однако Линдси был человеком множества увлечений и светом больше не занимался — это был лишь один из череды его «фокусов».
А первую лампу со стеклянной колбой в 1838 году запатентовал бельгийский фотограф Марселлен Жобар. Именно он ввел ряд современных принципов лампы накаливания — откачал из колбы воздух, создав там вакуум, применил угольную нить и так далее. После Жобара было еще много электротехников, внесших свой вклад в развитие лампы накаливания, — Уоррен де ла Рю, Фредерик Маллинс (де Молейнс), Жан Эжен Робер-Уден, Джон Веллингтон Старр и другие. Робер-Уден, к слову, вообще был иллюзионистом, а не ученым — лампу он спроектировал и запатентовал в качестве одного из элементов своих технических трюков. Так что к появлению на «ламповой арене» Лодыгина все уже было готово.
Родился Александр Николаевич в Тамбовской губернии в семье знатной, но небогатой, поступил, как многие дворянские отпрыски того времени, в кадетский корпус (сперва в подготовительные классы в Тамбове, затем — в основное подразделение в Воронеже), служил в 71-м Белевском полку, учился в Московском юнкерском пехотном училище (ныне — Алексеевское), а в 1870-м ушел в отставку, потому что душа его к армии не лежала.
В училище он готовился по инженерной специальности, и это сыграло не последнюю роль в его увлечении электротехникой. После 1870-го Лодыгин плотно занялся работой над совершенствованием лампы накаливания, а заодно вольнослушателем посещал Петербургский университет. В 1872 году он подал заявку на изобретение под названием «Способ и аппараты электрического освещения» и двумя годами позже получил привилегию. Впоследствии он запатентовал свое изобретение в других странах.
Что же изобрел Лодыгин?
Лампочку накаливания с угольным стержнем. Вы скажете — так ведь еще Жобар использовал подобную систему! Да, безусловно. Но Лодыгин, во-первых, разработал намного более совершенную конфигурацию, а во-вторых, догадался, что вакуум — не идеальная среда и увеличить КПД и срок службы можно, наполнив колбу инертными газами, как делается в подобных лампах сегодня. Именно в этом был прорыв мирового значения.
Он основал компанию «Русское товарищество электрического освещения Лодыгин и К°", был успешен, работал над множеством изобретений, в том числе, кстати, над водолазным оборудованием, но в 1884-м был вынужден покинуть Россию по политическим причинам. Да, из-за них уезжали во все времена. Дело было в том, что смерть Александра II от бомбы Гриневицкого привела к массовым облавам и репрессиям в среде сочувствующих революционерам. В основном это была творческая и техническая интеллигенция — то есть общество, в котором вращался Лодыгин. Уехал он не от обвинений в каких-либо противоправных действиях, а скорее от греха подальше.
До того он уже работал в Париже, а теперь перебрался в столицу Франции жить. Правда, созданная им за рубежом компания довольно быстро разорилась (бизнесменом Лодыгин был очень сомнительным), и в 1888 году он переехал в США, где устроился на работу в Westinghouse Electric («Вестингауз электрик»). Джордж Вестингауз привлекал к своим разработкам ведущих инженеров со всего мира, порой перекупая их у конкурентов.
В американских патентах Лодыгин закрепил за собой первенство в разработке ламп с нитями накаливания из молибдена, платины, иридия, вольфрама, осмия и палладия (не считая многочисленных изобретений в других сферах, в частности патента на новую систему электрических печей сопротивления). Вольфрамовые нити используются в лампочках и сегодня — по сути, Лодыгин в конце 1890-х придал лампе накаливания окончательный вид. Триумф ламп Лодыгина пришелся на 1893 год, когда компания Вестингауза выиграла тендер на электрификацию Всемирной выставки в Чикаго. По иронии судьбы позже, перед отъездом на родину, патенты, полученные в США, Лодыгин продал вовсе не Вестингаузу, а General Electric Томаса Эдисона.
В 1895 году он снова переехал в Париж и там женился на Алме Шмидт, дочери немецкого эмигранта, с которой познакомился в Питтсбурге. А еще спустя 12 лет Лодыгин с женой и двумя дочерьми вернулся в Россию — всемирно известным изобретателем и электротехником. У него не было проблем ни с работой (он преподавал в Электротехническом институте, ныне СПбГЭТУ «ЛЭТИ»), ни с продвижением своих идей. Он занимался общественно-политической деятельностью, работал над электрификацией железных дорог, а в 1917-м с приходом новой власти снова уехал в США, где его приняли весьма радушно.
Пожалуй, Лодыгин — это настоящий человек мира. Живя и работая в России, Франции и США, он везде добивался своего, везде получал патенты и внедрял свои разработки в жизнь. Когда в 1923 году он умер в Бруклине, об этом написали даже газеты РСФСР.
Именно Лодыгина можно назвать изобретателем современной лампочки в большей мере, нежели любого из его исторических конкурентов. Но вот основоположником уличного освещения был вовсе не он, а другой великий русский электротехник — Павел Яблочков, не веривший в перспективы ламп накаливания. Он шел своим путем.
СВЕЧА БЕЗ ОГНЯ
Как отмечалось выше, жизненные пути у двух изобретателей были сперва схожи. По сути, можно просто скопировать часть биографии Лодыгина в этот подраздел, заменив имена и названия учебных заведений. Павел Николаевич Яблочков тоже родился в семье мелкопоместного дворянина, учился в Саратовской мужской гимназии, затем — в Николаевском инженерном училище, откуда вышел в чине инженера-подпоручика и отправился служить в 5-й саперный батальон Киевской крепости. Служил он, правда, недолго и менее чем через год вышел в отставку по здоровью. Другое дело, что на гражданском поприще толковой работы не нашлось, и еще через два года, в 1869-м, Яблочков вернулся в армейские ряды и для повышения квалификации был откомандирован в Техническое гальваническое заведение в Кронштадте (ныне — Офицерская электротехническая школа). Именно там он всерьез заинтересовался электротехникой — заведение готовило военных специалистов для всех связанных с электричеством работ в армии: телеграфа, систем подрыва мин и так далее.
В 1872 году 25-летний Яблочков окончательно ушел в отставку и начал работу над собственным проектом. Он справедливо считал лампы накаливания бесперспективными: действительно, на тот момент они были тусклыми, энергозатратными и не слишком долговечными. Куда больше Яблочкова интересовала технология дуговых ламп, которую в самом начале XIX века независимо друг от друга стали разрабатывать двое ученых — русский Василий Петров и англичанин Гемфри Дэви. Оба они в одном и том же 1802 году (хотя относительно даты «презентации» Дэви есть разночтения) представили перед высшими научными организациями своих стран — Королевским институтом и Петербургской академией наук — эффект свечения дуги, проходящей между двух электродов. На тот момент практического применения этому явлению не было, но уже в 1830-х начали появляться первые дуговые лампы с угольным электродом. Наиболее известным инженером, разрабатывавшим такие системы, был англичанин Уильям Эдвардс Стейт, получивший ряд патентов на угольные лампы в 1834 — 1836 годах и, что главное, разработавший важнейший узел подобного устройства — регулятор расстояния между электродами. В этом крылась основная проблема угольной лампы: по мере того как электроды выгорали, расстояние между ними увеличивалось, и их нужно было сдвигать, чтобы дуга не погасла. Патенты Стейта использовались как базовые множеством электротехников по всему миру, а его лампы освещали ряд павильонов на Всемирной выставке 1851 года.
Яблочков же задался целью исправить основной недостаток дуговой лампы — необходимость обслуживания. Около каждой лампы должен был постоянно присутствовать человек, подкручивающий регулятор. Это сводило на нет преимущества и яркого света, и относительной дешевизны изготовления.
В 1875 году Яблочков, так и не найдя применения своим умениям в России, уехал в Париж, где устроился инженером в лабораторию знаменитого физика Луи-Франсуа Бреге (его дед основал часовую марку Breguet) и сдружился с его сыном Антуаном. Там в 1876 году Яблочков получил первый патент на дуговую лампу без регулятора. Суть изобретения состояла в том, что длинные электроды располагались не концами друг к другу, а рядом, параллельно. Они были разделены слоем каолина — материала инертного и не позволяющего дуге возникнуть по всей длине электродов. Дуга появлялась только на их концах. По мере выгорания видимой части электродов каолин плавился и свет спускался вниз по электродам. Горела такая лампа не более двух-трех часов — но зато невероятно ярко.
«Свечи Яблочкова», как прозвали новинку журналисты, снискали сумасшедший успех. После демонстрации ламп на лондонской выставке сразу несколько компаний выкупили у Яблочкова патент и организовали массовое производство. В 1877 году первые «свечи» загорелись на улицах Лос-Анджелеса (американцы купили партию сразу после публичных демонстраций в Лондоне, еще до серийного производства). 30 мая 1878 года первые «свечи» зажглись в Париже — около Оперы и на площади Звезды. Впоследствии лампы Яблочкова освещали улицы Лондона и ряда американских городов.
Как же так, спросите вы, они же горели всего два часа! Да, но это было сравнимо со временем «работы» обычной свечи, и при этом дуговые лампы были невероятно яркими и более надежными. И да, фонарщиков требовалось много — однако не больше, чем для обслуживания повсеместно использовавшихся газовых фонарей.
Но подступали лампы накаливания: в 1879 году британец Джозеф Суон (впоследствии его компания сольется с компанией Эдисона и станет крупнейшим осветительным конгломератом в мире) поставил около своего дома первый в истории фонарь уличного освещения с лампой накаливания. За считаные годы эдисоновские лампы сравнялись по яркости со «свечами Яблочкова», имея при том значительно более низкую стоимость и время работы 1000 часов и более. Короткая эпоха дуговых ламп завершилась.
В целом это было логично: безумный, невероятный взлет «русского света», как называли «свечи Яблочкова» в США и Европе, не мог продолжаться долго. Падение стало еще более стремительным — уже к середине 1880-х годов не осталось ни одного завода, который производил бы «свечи». Впрочем, Яблочков работал над различными электросистемами и пытался поддерживать свою былую славу, ездил на конгрессы электротехников, выступал с лекциями, в том числе в России.
Окончательно он вернулся в 1892 году, причем потратив сбережения на выкуп собственных же патентов у европейских правообладателей. В Европе его идеи уже были никому не нужны, а на родине он надеялся найти поддержку и интерес. Но не сложилось: к тому времени из-за многолетних экспериментов с вредными веществами, в частности с хлором, здоровье Павла Николаевича начало стремительно ухудшаться. Подводило сердце, подводили легкие, он перенес два инсульта и скончался 19 (31) марта 1894 го- да в Саратове, где жил последний год, разрабатывая схему электрического освещения города. Ему было 47 лет.
Возможно, если бы Яблочков дожил до революции, он повторил бы судьбу Лодыгина и уехал бы во второй раз — теперь уже навсегда.
Сегодня дуговые лампы получили новую жизнь — по этому принципу работает ксеноновое освещение во вспышках, автомобильных фарах, прожекторах. Но значительно более важным достижением Яблочкова является то, что он первым доказал: электрическое освещение общественных пространств и даже целых городов — возможно.
14 сентября 1847 года родился Петр Яблочков совершивший множество изобретений, но вошедший в история исключительно как создатель«свечи Яблочкова».
Величайшая награда для любого изобретателя - если его имя, которым названо одного из его изобретений, навсегда входит в историю человечества. В России множество ученых и инженеров сумели заслужить такую награду: достаточно вспомнить Дмитрия Менделеева и его таблицу, Михаила Калашникова и его автомат, Георгия Котельникова и его ранцевый парашют... В их числе и один из пионеров мировой электротехники, талантливейший русский инженер Павел Николаевич Яблочков. Ведь словосочетание «свеча Яблочкова» известно в мире уже почти полтора века!
Но в той же величайшей награде - увековечивании имени в изобретении - кроется и величайшее проклятие для ученого. Потому что все прочие его разработки и открытия, даже если их был не один десяток против одного-единственного всемирно известного, остаются в его тени. И в этом смысле биография Павла Яблочкова - классический пример. Он, первым осветивший улицы Парижа электрическим светом, всей своей жизнью подтвердил справедливость французской поговорки «Хочешь остаться незамеченным - стой под фонарем». Потому что первое и единственное, что вспоминается при упоминании фамилии Яблочкова, - это его свеча. А между тем именно нашему земляку принадлежит, например, изобретение первого в мире электрического трансформатора переменного тока. Как говорили о нем современники, Яблочков открыл две эпохи в электротехнике: эпоху непосредственного применения электротока к освещению и эпоху применения трансформированного тока. А если судить его деяния по гамбургскому счету, то нужно признать: это именно Яблочков вынес электрический свет из лабораторной тесноты на широкие улицы городов мира.
От Саратова до Петербурга
По своему происхождению будущий гений электротехники был самым что ни на есть родовитым дворянином. Род Яблочковых, достаточно многочисленный и распространившийся на три губернии - Калужскую, Саратовскую и Тульскую, ведет свою историю со второй половины XVI века от Моисея Яблочкова и его сына Даниила.
Большинство Яблочковых, как то и приличествовало русским дворянам, были классическими представителями служилого сословия, проявляя себя и в ратных делах, и в государственном управлении, получая заслуженные награды и деньгами, и землями. Но со временем род обеднел, и отец будущего изобретателя электрической свечи уже не мог похвастаться крупным поместьем. Николай Павлович Яблочков по семейной традиции выбрал было военную стезю, поступив в Морской кадетский корпус, но вынужден был уволиться со службы из-за болезни. Увы, слабое здоровье было одним из тех немногих составляющих наследства, которое отставной моряк передал своему сыну...
Впрочем, другая часть того же наследства была более чем достойной. Несмотря на невеликое богатство, семья Яблочковых, живших в имении Петропавловка Сердобского уезда Саратовской губернии, отличалась высокой культурой и образованностью. И мальчика, родившегося 14 сентября 1847 года у Николая и Елизаветы Яблочковых и крещеного в честь исповедника Павла Никейского, наверняка ждала блестящая карьера.
Маленький Павел не обманул этих ожиданий. Смышленый и восприимчивый мальчик как губка впитывал знания, которыми с ним делились родители и старшие братья и сестры. Особый интерес Павлик проявлял к технике и точным наукам - тут тоже сказывалось отцовское «наследство»: Морской кадетский корпус всегда славился преподаванием именно этих дисциплин.
Летом 1858 года Павел Яблочков неполных 11 лет был зачислен в Саратовскую мужскую гимназию. Как и всех других претендентов, его подвергли вступительному испытанию - и по результатам зачислили сразу во второй класс, что было не слишком частым делом. Учителя оценили высокий уровень подготовки мальчика и в дальнейшем не раз обращали внимание на то, что Яблочков-младший успевает лучше большинства своих одноклассников, проявляя особые успехи все в тех же точных и технических дисциплинах.
Стоит ли удивляться, что решение отца забрать сына из гимназии в ноябре 1862 года, практически в начале учебного года, вызвало у преподавателей тягостное недоумение. Но причина была очевидна и понятна: семье стало слишком трудно платить за обучение мальчика. Столь же очевидным был и выход, который нашли Яблочковы: сына решено было отдать в военное училище. Выбор тоже был очевиден: лучше всего склонностям 15-летнего Павла отвечало Николаевское инженерное училище, готовившее военных инженеров для российской армии.
Офицерская юность
Недоучившемуся гимназисту-пятикласснику поступить в училище сразу было невозможно: требовалось подтянуть знания по основным предметам и дождаться начала очередного учебного года. Эти несколько месяцев Павел Яблочков провел в удивительном месте - частном кадетском корпусе, созданном известным военным инженером и композитором Цезарем Кюи. Придуманный Цезарем Антоновичем вместе с его отважной супругой Мальвиной Рафаиловной Бамберг «подготовительный инженерный пансионат» обходился родителям Яблочкова дешевле, чем саратовская гимназия. И то сказать: этот пансион, хотя и был призван поправить материальное положение молодой семьи, на существенный заработок рассчитан не был, а скорее обеспечивал преподававшему в Николаевском инженерном училище Кюи новых слушателей, которых он уже хорошо знает.
Цезарь Антонович быстро оценил потенциал нового воспитанника из Саратовской губернии. Сам талантливый инженер, Кюи сразу заметил Павла Яблочкова и понял, насколько мальчик инженерно одарен. К тому же новый воспитанник не стал скрывать от своего воспитателя ни своих технических склонностей, ни уже сделанных изобретений - нового землемерного устройства и прибора для подсчета пути, пройденного телегой. Увы, ни о том, ни о другом изобретении никаких точных сведений не сохранилось. Но не приходится сомневаться, что они были: уже после того, как Яблочков стал знаменит своими опытами в области электричества, о его первых изобретениях говорили многие современники, утверждая, что и тот и другой приборы с большим успехом использовали крестьяне в Саратовской губернии.
Павел Яблочков в годы работы в Москве. Изображение: istorialamp.ru
К лету 1863 года Павел Яблочков подтянул свои знания до нужного уровня, а 30 сентября с отличием сдал вступительный экзамен в Николаевское инженерное училище и был зачислен в младший кондукторский класс. В то время обучение в училище состояло из двух этапов: собственно училища, в которое принимались подростки из дворянских семей и из которого выпускались инженеры-прапорщики и подпоручики, и только-только объединившейся с ним Николаевской инженерной академии, дававшей двухгодичное высшее военное образование.
До академической скамьи Павел Яблочков так и не дошел, несмотря на то что все три года обучения в училище числился в первых учениках и отличался великолепными знаниями и удивительным старанием. В 1866 году он сдал выпускные экзамены по первому разряду, что дало ему право на получение сразу второго младшего офицерского звания - инженер-подпоручика, - и отправился к месту службы в Киев. Там молодой офицер был зачислен в пятый саперный батальон инженерной команды Киевской крепости. Но, в отличие от училища, собственно военная служба явно тяготила Яблочкова, который стремился заниматься скорее научной деятельностью, чем инженерным обеспечением армии. И всего через год, в конце 1867 года, Павел Николаевич, с полным основанием сославшись на слабое здоровье (поправить его не помогли даже серьезные физические нагрузки, которые переносили слушатели Николаевского училища), подал в отставку.
Правда, продлилась она недолго. Яблочков быстро понял, что для получения необходимых ему знаний в инженерной области, а особенно в области электротехники, армия по-прежнему остается лучшим вариантом, и в 1868 году он возвращается на службу. Его манит кронштадтское Техническое гальваническое заведение - единственная на тот момент в России инженерная электротехническая школа. Павел Николаевич добивается откомандирования в Кронштадт и через восемь месяцев вновь возвращается в Киевскую крепость, но уже на должность начальника гальванической команды. Это означало, что отныне молодой офицер отвечал в цитадели за все работы с применением электричества, прежде всего - за минное дело и телеграф, активно входивший в армейский технический арсенал.
С прожектором на паровозе
К величайшему сожалению отца, который видел в сыне продолжение своей несостоявшейся военной карьеры, долго на службе Павел Николаевич не задержался. Через три года, в 1872 году, он вновь подает в отставку, на этот раз уже окончательно. Но с военными ему еще придется иметь дело, причем не с армией, а с флотом (вот оно, отцовское наследство!). Ведь первые фонари, оснащенные «свечой Яблочкова», зажгутся в России через шесть лет именно в Кронштадте - у стен дома командира Кронштадтского морского порта и в казармах Учебного экипажа.
А тогда, в 1872-м, Яблочков отправляется в Москву - туда, где, как он знает, наиболее активно занимаются исследованиями в области электротехники. Центром притяжения активных молодых ученых, ставящих электрические опыты, тогда был Политехнический музей. В здешнем кружке электриков-изобретателей вовсю кипит работа над приборами, которые позволят превратить электричество в повседневную, доступную всем энергию, помогающую облегчить жизнь человечества.
Тратя на совместные с другими энтузиастами-электриками опыты все свободное время, Яблочков зарабатывает на жизнь себе и молодой жене, работая начальником телеграфа Московско-Курской железной дороги. И именно здесь, так сказать, прямо на рабочем месте он в 1874 году получает удивительное предложение: применить на практике свои знания в области электротехники и электрического освещения, оборудовав осветительным прибором... паровоз!
Столь неожиданный заказ Павел Николаевич получил, поскольку начальству Московско-Курской железной дороги срочно потребовалось произвести впечатление на семью императора Александра II, отправлявшуюся поездом из Москвы в Крым, на летний отдых в Ливадию. Формально железнодорожники стремились обеспечить безопасность монаршей семьи, для чего им и потребовалось ночное освещение пути.
Освещение улиц «свечами Яблочкова» во время Парижской выставки 1878 года. Изображение: wikimedia.org
Прожектор с регулятором Фуко - прообразом «свечи Яблочкова», а на тот момент одним из самых распространенных электродуговых источников света - стал первым в мире осветительным прибором, установленным на паровозе. И, как всякое новшество, он требовал постоянного внимания к себе. За двое с лишним суток, которые царский поезд следовал в Крым, Яблочков провел на передней площадке паровоза почти 20 часов, постоянно контролируя прожектор и крутя винты регулятора Фуко. Причем паровоз был далеко не один: тягач состава менялся как минимум четыре раза, и всякий раз Яблочкову приходилось вручную переносить осветительную аппаратуру, провода и аккумуляторы с одного паровоза на другой и заново устанавливать их на площадке.
Путь на Запад
Успех этого предприятия натолкнул Павла Яблочкова на мысль открыть собственное дело, чтобы не выкраивать часы и минуты на опыты, а сделать их главным делом своей жизни. В конце того же 1874 года Яблочков оставляет службу на телеграфе и открывает в Москве электротехническую мастерскую и магазин при ней.
Но, увы, насколько велик был инженерный талант наследника старинного дворянского рода, настолько же малы оказались его коммерческие способности. В течение буквально одного года мастерская Павла Яблочкова и магазин пришли в полный упадок: изобретатель тратил на свои исследования и опыты куда больше денег, чем ему удавалось зарабатывать. И тогда Павел Николаевич решился на отчаянный шаг: он задумал отправиться за океан, в Америку, надеясь найти там либо спрос на свои исследования, которого не было на родине, либо инвестора, который смог бы обратить его опыты в капитал.
В дальний путь Яблочков отправился осенью 1875 года, надеясь успеть доехать до конца работы Филадельфийской выставки. Павлу Николаевичу очень хотелось продемонстрировать на ней недавно изобретенный электромагнит с плоской обмоткой - свое первое изобретение, которое он довел до получения патента.
Но до Филадельфии русский изобретатель так и не доехал: денежные затруднения остановили его задолго до берега океана, в Париже. Понимая, что теперь он может рассчитывать только на собственные познания в электротехнике и на того, кто сможет оценить и пристроить к делу его изобретения, Яблочков идет к академику Луи Бреге - известному в то время специалисту по телеграфу и владельцу электротехнической мастерской. И академик-француз сразу понимает, что удача привела к нему гения: он без лишних формальностей принимает Павла Николаевича на работу в ожидании, что новичок быстро себя покажет.
И эти ожидания в полной мере оправдались в начале 1876 года. 23 марта Яблочков получил во Франции свой первый патент № 112024 на электрическую дуговую лампу - тогда ее еще никто не называл «свечой Яблочкова». Известность пришла чуть позже, когда мастерская Бреге отправила своего представителя, то есть Яблочкова, на выставку физических приборов в Лондон. Там-то русский изобретатель 15 апреля 1876 года впервые публично продемонстрировал свое изобретение - и навсегда вошел в историю...
Яркий свет «свечи Яблочкова»
Из Лондона «свеча Яблочкова» начала триумфальное шествие по всему миру. Первыми преимущества нового источника света оценили жители Парижа, где фонари со «свечами Яблочкова» появились зимой-весной 1877 года. Затем пришла очередь Лондона, Берлина, Рима, Вены, Сан-Франциско, Филадельфии, Рио-де-Жанейро, Дели, Калькутты, Мадраса... К 1878 году «русская свеча» добирается и до родины своего создателя: первые фонари ставят в Кронштадте, а потом ими освещается Каменный театр в Санкт-Петербурге.
Устройство электрической «свечи Яблочкова». Изображение: by-time.ru
Первоначально все права на свои изобретения Павел Яблочков передал Союзу изучения электрического света (системы Яблочкова), по-французски - Le Syndicat d"études de la lumière électrique (système Jablochkoff). Чуть позже на его основе возникла и стала всемирно известной Генеральная электрическая компания - Société Générale d"électricité (procédés Jablochkoff). О том, насколько велики были обороты фирмы, производившей и продававшей «свечи Яблочкова», можно судить по такому факту: ежедневно она выпускала 8000 таких свечей, и все они расходились без остатка.
Но Яблочков мечтал вернуться в Россию, чтобы поставить свои изобретения ей на службу. Кроме того, успех, которого он добился в Европе, ободрил его и, видимо, вселил надежду, что теперь коммерчески состоятельным он сможет быть и в России. В итоге, выкупив за сумасшедшую по тем временам сумму - миллион франков! - права на свои патенты у французской компании, Павел Николаевич отправляется в обратный путь, на родину.
В 1879 году в Санкт-Петербурге появляется «Товарищество электрического освещения П.Н. Яблочков-изобретатель и К°», а вскоре Яблочков организует и электромеханический завод. Но повторить успех Société Générale d"électricité в России, увы, не получилось. Как писала в своих воспоминаниях вторая супруга Яблочкова, «менее практического человека, как Яблочков, трудно было встретить, и выбор сотрудников был неудачный... Деньги были истрачены, мысль об устройстве Русского общества с капиталом извне не удалась, и дело в России заглохло».
К тому же торговля «свечами Яблочкова» вовсе не была жизненной целью Павла Николаевича: он гораздо больше вдохновлялся работами над новыми электрическими машинами - генераторами переменного тока и трансформаторами, а также дальнейшими работами над распределением электрического тока в цепях и над химическими источниками электрического тока. И вот как раз эти научные изыскания, к сожалению, не находили понимания на родине изобретателя - несмотря на то что коллеги-ученые высоко оценили его работы. Решив, что европейские предприниматели гораздо скорее заинтересуются новыми агрегатами, Яблочков вновь покидает родину и в 1880 году возвращается в Париж. Меньше чем через год, в 1881 году, на парижской Всемирной выставке «свеча Яблочкова» вновь принесет славу своему создателю - и тогда же станет ясно, что ее экономический век оказался таким же коротким, как и время работы каждой отдельной свечи. На мировую сцену выходили лампы накаливания Томаса Эдисона, и Яблочкову оставалось только наблюдать за триумфом американца, построившего свой бизнес на минимальных доработках изобретений своего русского коллеги и его земляков.
В Россию Павел Яблочков вернулся только 12 лет спустя, в 1893 году. К этому времени здоровье его было окончательно подорвано, коммерческие дела - в расстройстве, а на полноценную научную работу уже не хватало сил. 31 марта 1894 года величайший изобретатель, один из первых российских инженеров с мировым именем Павел Николаевич Яблочков умер - как говорят свидетели его последних месяцев жизни, так и не прекратив своих опытов. Правда, последние из них ему пришлось вести уже в небогатом номере саратовской гостиницы, откуда гениальный электротехник живым так и не вышел.
«...Всем этим мир обязан нашему соотечественнику»
Какое же научно-техническое наследство оставил после себя Павел Яблочков? Надо заметить, что оценить его по достоинству не удалось по сей день: немалая часть научного архива Павла Николаевича попросту пропала во время его многочисленных переездов. Но даже те сведения, которые сохранились в патентных архивах и документах, воспоминаниях современников, дают представление о том, что Яблочкова нужно относить к числу отцов-основателей современной электротехники.
Конечно, главное и самое знаменитое изобретение Яблочкова - это легендарная «свеча Яблочкова». Она до гениальности проста: два угольных электрода, соединенных тонкой металлической нитью для поджига и разделенных по всей длине каолиновым изолятором, испарявшимся по мере выгорания электродов. В каолин Яблочков быстро догадался добавлять различные металлические соли, что позволяло менять тон и насыщенность света ламп.
Почтовая марка СССР, посвященная П.Н. Яблочкову, 1951 года выпуска. Изображение: wikipedia.org
Во-вторых, это магнитоэлектрическая машина переменного тока без вращательного движения (предшественница одного из знаменитых изобретений инженера Николы Тесла): на нее Яблочков получил один из французских патентов. Такой же патент он оформил на магнитодинамоэлектрическую машину, в которой не было подвижных обмоток. И намагничивающая обмотка, и обмотка, в которой индуктировалась электродвижущая сила, оставались неподвижными, а вращался зубчатый железный диск, менявший при движении магнитный поток. За счет этого изобретателю удалось избавиться от скользящих контактов и сделать простую и надежную по конструкции машину.
Совершенно оригинальной по конструкции была и «клиптическая машина Яблочкова», название которой изобретатель дал, как он сам писал, по расположению «оси вращения под углом относительно оси магнитного поля, которое напоминает наклон эклиптики». Правда, практического смысла в такой мудреной конструкции было немного, но современная Яблочкову электротехника во многом шла не от теории, а от практики, которая требовала в том числе и таких вот необычных построений.
А исследования в области получения электроэнергии за счет химических реакций и создания гальванических элементов, которыми Яблочков увлекся в последнее десятилетие своей жизни, получили адекватную оценку лишь полвека спустя. В середине ХХ века специалисты оценили их так: «Все созданное Яблочковым в области гальванических элементов отличается необыкновенно богатым разнообразием принципов и конструктивных решений, свидетельствующих об исключительных интеллектуальных данных и выдающемся таланте изобретателя».
Лучше всего роль Павла Николаевича Яблочкова в мировой истории электротехники сформулировал его коллега по электротехническому кружку при Политехническом университете Владимир Чиколев. Причем сформулировал, будучи категорическим противником многих идей Яблочкова. Однако это не помешало Чиколеву по достоинству оценить новаторство Павла Николаевича. В 1880 году он написал о нем так: «Я считаю, что главнейшая заслуга Яблочкова не в изобретении его свечи, а в том, что под знаменем этой свечи он с неугасимой энергией, настойчивостью, последовательностью поднял за уши электрическое освещение и поставил его на подобающий пьедестал. Если затем электрическое освещение получило кредит в обществе, если прогресс его, поддерживаемый доверием и средствами публики, пошел затем столь гигантскими шагами, если на усовершенствование этого освещения устремились мысли работников, между которыми фигурируют знаменитые имена Сименса, Жамена, Эдисона и др., то всем этим мир обязан нашему соотечественнику Яблочкову».
Павел Яблочков и его изобретение
Ровно 140 лет назад, 23 марта 1876 года, великий русский изобретатель Павел Николаевич Яблочков запатентовал свою знаменитую электрическую лампочку. Несмотря на то, что век ее оказался недолог, лампочка Яблочкова стала прорывом для российской науки и первым изобретением русского ученого, получившим широкую известность за границей.
Давайте вспомним, какой вклад внес Яблочков в развитие электрической светотехники и что сделало его на короткий срок одним из самых популярных ученых Европы.
Первые дуговые лампы
В первой половине XIX века в сфере искусственного освещения на смену господствовавшим на протяжении веков свечам пришли газовые лампы. Их тусклый свет стал освещать фабрики и магазины, театры и гостиницы, и, конечно же, улицы ночных городов. Однако, при относительном удобстве в эксплуатации, газовые лампы имели слишком маленькую светоотдачу, да и специально изготавливаемый для них светильный газ стоил отнюдь недешево.
С открытием электричества и изобретением первых источников тока стало ясно, что будущее светотехники лежит именно в этой области. Развитие электрического освещения изначально пошло по двум направлениям: конструирование дуговых ламп и ламп накаливания. Принцип работы первых основывался на эффекте электрической дуги , хорошо всем знакомом по электросварке. С детства родители запрещали нам смотреть на ее ослепляющий огонь, и не зря — электрическая дуга способна порождать чрезвычайно яркий источник света.
Дуговые лампы начали широко использоваться примерно с середины XIX века, когда французский физик Жан Бернар Фуко предложил использовать в них электроды не из древесного, а из ретортного угля, что существенно повышало продолжительность их горения.
Но такие дуговые лампы требовали внимания — по мере сгорания электродов, необходимо было сохранять постоянное расстояние между ними, чтобы электрическая дуга не гасла. Для этого использовались очень хитрые механизмы, в частности — регулятор Фуко, придуманный тем же самым французским изобретателем. Регулятор был весьма сложно устроен: механизм включал три пружины и требовал постоянного к себе внимания. Все это делало дуговые лампы чрезвычайно неудобными в использовании. Решить эту проблему взялся русский изобретатель Павел Яблочков.
Яблочков берется за дело
Проявлявший с детства тягу к изобретательству уроженец Саратова Яблочков в 1874 году устроился работать начальником службы телеграфа на железную дорогуМосква-Курск. К этому времени Павел окончательно решил сконцентрировать свое творческое внимание на усовершенствовании существовавших тогда дуговых ламп.
Начальство железной дороги, знавшее о его увлечении, предложило начинающему изобретателю интересное дело. Из Москвы в Крым должен был проследовать правительственный поезд и для обеспечения его безопасности было придумано организовать для машиниста ночное освещение пути.
Один из примеров регулирующих механизмов в дуговых лампах того времени
Яблочков с радостью согласился, взял с собой дуговую лампу с регулятором Фуко и, прикрепив ее к передней части локомотива, всю дорогу до Крыма каждую ночью дежурил возле прожектора. Примерно раз в полтора часа ему приходилось менять электроды, а также постоянно следить за регулятором. Несмотря на то, что опыт по освещению в целом удался, было понятно, что широкого применения такой способ получить не может. Яблочков решил попытаться усовершенствовать регулятор Фуко, чтобы упростить эксплуатацию лампы.
Гениальное решение
В 1875 году Яблочков, проводя в лаборатории опыт по электролизу поваренной соли, случайно вызвал между двумя параллельно расположенными угольными электродами появление электрической дуги. В этот момент Яблочкову пришла в голову идея, как улучшить конструкцию дуговой лампы таким образом, чтобы регулятор вовсе перестал бы быть нужным.
Лампочка Яблочкова(или, как ее было принято называть в то время « свеча Яблочкова») была устроена, как и все гениальное, довольно просто. Угольные электроды в ней располагались вертикально и параллельно друг к другу. Концы электродов были соединены тонкой металлической нитью, которая поджигала дугу, а между электродами находилась полоска изолирующего материала. По мере сгорания углей, сгорал и изоляционный материал.
Вот так выглядела свеча Яблочкова. Красная полоса - это и есть изоляционный материал
В первый моделях лампы после отключения электричества поджечь ту же самую свечу не представлялось возможным, так как не было контакта между двумя уже подожженными электродами. Позже Яблочков начал подмешивать в изоляционные полоски порошки различных металлов, которые, при затухании дуги, образовывали на торце специальную полоску. Это позволяло использовать недогоревшие угли повторно.
Догоревшие же электроды моментально заменялись новыми. Это приходилось делать примерно раз в два часа — именно на столько их хватало. Поэтому лампочку Яблочкова логичней было называть именно свечой — менять ее приходилось даже чаще, чем изделие из воска. Зато она была в сотни раз ярче.
Всемирное признание
Завершил создание своего изобретения Яблочков в 1876 году уже в Париже. Из Москвы ему пришлось уехать по финансовым обстоятельствам — будучи талантливым изобретателем, Яблочков был бездарным предпринимателем, что, как правило, выливалось в банкротство и долги всех его предприятий.
В Париже, одном из мировых центров науки и прогресса, Яблочков со своим изобретением быстро достигает успеха. Устроившись в мастерскую академика Луи Бреге, 23 марта 1876 года Яблочков получает патент, после чего его дела под чужим руководством начинают идти в гору.
В том же году изобретение Яблочкова производит фурор на выставке физических приборов в Лондоне. Им тут же начинают интересоваться все крупные европейские потребители и в течениикаких-тодвух лет свеча Яблочкова появляется на улицах Лондона, Парижа, Берлина, Вены, Рима и великого множества других городов Европы. Электрические свечи заменяют устаревшее освещение в театрах, магазинах, богатых домах. Ими умудрились подсветить даже огромный парижский ипподром и развалины Колизея.
Так свеча Яблочкова освещала ночной Париж
Свечи расходились в громадных по тем временам объемах — завод Бреге выпускал по 8 тысяч штук ежедневно. Спросу также поспособствовали и последующие улучшения самого Яблочкова. Так, с помощью примесей, добавляемых в изолятор из каолина , Яблочков добился более мягкого и приятного спектра излучаемого света.
А так - Лондон
В России свечи Яблочкова впервые появились в 1878 году в Петербурге. В этом же году изобретатель временно возвращается на родину. Здесь его бурно встречают почестями и поздравлениями. Целью возвращения стало создание коммерческого предприятия, которое помогло бы ускорить электрификацию и способствовать распространению в России электрических ламп.
Однако, уже упомянутые скудные предпринимательские таланты изобретателя вкупе с традиционной для российского чиновничества инертностью и предвзятостью помешали грандиозным планам. Несмотря на большие денежные вливания, такого, как в Европе распространения свечи Яблочкова в России не получили.
Закат свечи Яблочкова
На самом деле, закат дуговых ламп начался еще до изобретения Яблочковым своей свечи. Многие этого не знают, но первый в мире патент на лампу накаливания также получил русский ученый — Александр Николаевич Лодыгин . И сделано это было еще в 1874 году.
Яблочков, конечно же, про изобретения Лодыгина прекрасно знал. Более того, косвенно он и сам принял участие в разработке первых ламп накаливания. В 1875-76годах, при работе над изоляционной перегородкой для своей свечи, Яблочков открыл возможность использования коалина в качестве нити в подобных лампах. Но изобретатель посчитал, что у ламп накаливания нет будущего и до конца своих дней над их конструкцией целенаправленно так и не работал. История показала, что в этом Яблочков грубо ошибся.
Во второй половине1870-хгодов американский изобретатель Томас Эдиссон патентует свою лампу накаливания с угольной нитью, срок службы которой составлял 40 часов. Несмотря на многие недостатки, она начинает быстро вытеснять дуговые лампы. А уже в 1890-хгодах лампочка принимает знакомый нам вид — все тот же Александр Лодыгин сначала предлагает использовать для изготовления нити тугоплавкие металлы, в том числе — вольфрам, и закручивать их в спираль, а затем первым же откачивает из колбы воздух, чтобы увеличить срок службы нити. Первая в мире коммерческая лампа накаливания с закрученной вольфрамовой спиралью производилась именно по патенту Лодыгина.
Одна из ламп Лодыгина
Эту революцию электрического освещения Яблочков уже практически не застал, скоропостижно скончавшись в 1894 году, в возрасте 47 лет. Ранняя смерть стала следствием отравления ядовитым хлором, с которым изобретатель много работал в экспериментах. За свою недолгую жизнь Яблочков успел создать еще несколько полезных изобретений — первые в мире генератор и трансформатор переменного тока, а также деревянные сепараторы для химических аккумуляторов, используемые и поныне.
И хотя свеча Яблочкова в своем первоначальном виде канула в небытие, как и все дуговые лампы того времени, в новом качестве она продолжает существовать и сегодня — в виде газоразрядных ламп, последнее время повсеместно внедряемых вместо ламп накаливания. Хорошо знакомые всем неоновые, ксеноновые или ртутные лампы(которые также называют « лампами дневного света ») работают, основываясь на том же принципе, что и легендарная свеча Яблочкова.
Русский электротехник, военный инженер, изобретатель дуговой лампы (знаменитая «свеча Яблочкова»)
Павел Николаевич Яблочков родился в семье обедневшего мелкопоместного дворянина, происходившего из старинного русского рода. Получив военно-инженерное образование в области электротехники и отслужив в армии, Яблочков работал на Московско-Курской железной дороге начальником службы телеграфа, где сделал своё первое изобретение: создал «чернопишущий телеграфный аппарат».
Яблочков являлся членом кружка электриков-изобретателей и любителей электротехники при Московском политехническом музее. Здесь он узнал об опытах А.Н. Лодыгина по освещению улиц и помещений электрическими лампами и решил заняться их усовершенствованиями. В 1875 г. Павел Николаевич переезжает в Париж.
Предложил первые практически применявшиеся трансформаторы переменного тока с разомкнутой магнитной системой (1876 г.); выдвинул идею организовать централизованное производство электроэнергии и передачу ее к месту потребления по сетям (1879 г.).
Принцип работы «свечи Яблочкова»
23 марта 1876 г. – формальная дата рождения свечи Яблочкова: в этот день ему была выдана первая привилегия во Франции, за которой последовал ряд других привилегий во Франции и в других странах на новый источник света и его усовершенствования.
Свеча Яблочкова отличалась исключительной простотой и представляла собой дуговую лампу без регулятора. Два параллельно поставленных угольных стержня имели между собой каолиновую прокладку по всей высоте; каждый из углей зажимался своим нижним концом в отдельную клемму светильника; эти клеммы соединялись с полюсами батареи или присоединялись к сети. Между верхними концами угольных стержней укреплялась пластинка из плохопроводящего материала(«запал»), соединявшая между собой оба угля. При прохождении тока запал сгорал, а между концами угольных электродов появлялась дуга, пламя которой создавало освещение.
Практическое применение «свечей Яблочкова»
В декабре 1878 г. свечи Яблочкова (8 шаров) впервые осветили в Петербурге Большой театр. Когда «внезапно зажгли электрический свет, – писало «Новое время» в номере от 6 декабря, – по залу 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».
В том же 1878 г. морское ведомство проводило опыты освещения но системе Яблочкова на балтийских кораблях «Петр Великий», «Вице-адмирал Попов», на яхте «Ливадия». С 1878 г. за границей началось широкое применение свечей Яблочкова. Был создан синдикат, который в январе 1878 г. превратился в общество по эксплуатации патентов Яблочкова. В течение полутора-двух лет изобретения Яблочкова обошли весь свет. После первых установок 1876 г. в Париже (универсальный магазин Лувр, театр Шатле, площадь Оперы и др.) устройства освещения свечами Яблочкова появились буквально во всех странах мира.
Наибольшее восхищение у обывателей вызывало освещение огромного парижского крытого ипподрома. Его беговая дорожка освещалась 20 дуговыми лампами с отражателями, а места для зрителей – 120 электрическими свечами Яблочкова, расположенными в два ряда. Освещение по системе Яблочкова было установлено на улицах Парижа к открытию Всемирной выставки 1878 г.
Яблочков предложил первые практически применявшиеся трансформаторы переменного тока с разомкнутой магнитной системой (1876 г.); выдвинул идею организовать централизованное производство электроэнергии и передачу ее к месту потребления по сетям (1879 г.).
В 1877 г. русский морской офицер А.Н. Хотинский посетил лабораторию Т. Эдисона и передал ему лампу накаливания А.Н. Лодыгина и «свечу Яблочкова» со схемой дробления света. Эдисон внёс некоторые усовершенствования и в ноябре 1879 г. получил на них патент как на свои изобретения. Яблочков выступил в печати против американцев, заявив, что Томас Эдисон украл у русских не только их мысли и идеи, но и их изобретения.
Международная электротехническая выставка в Париже 1881 г. показала, что свеча Яблочкова и его система освещения начали терять своё значение, на первый план вышла лампа накаливания, которая могла гореть 800 – 1000 часов без замены.
Вся деятельность П.Н. Яблочкова в Париже проходила в промежутках между поездками в Россию. В декабре 1892 г. учёный окончательно возвращается на родину, но здесь его встретили достаточно холодно. В Петербурге П.Н. Яблочков сильно заболел и переехал в Саратов. 19 (31) марта 1894 г. П.Н. Яблочков скончался.
Русский электротехник и изобретатель, автор «свечи Яблочкова», «русского света»
Изобретения пытливых исследователей всегда готовят прорыв в науке, технике и самом образе жизни общества. В конце XIX века один за другим освещались крупные города мировых держав. В 1856 году электрические лампы уже горели в Москве на Красной площади во время коронации Александра II. Однако работали они совсем недолго, а стоили очень дорого, поэтому ученые упорно искали простой и безотказный механизм их использования. Почти целое столетие прошло после открытия электричества, прежде чем это явление было поставлено на службу человеку. «Электрическая свеча» Яблочкова была одним из первых несложных и экономичных изобретений, положивших начало массовому использованию световых приборов для уличного освещения.
Еще в юности Павел Николаевич Яблочков увлекся физикой, в особенности ее малоизученной областью - электричеством. Окончив Николаевское инженерное училище и Петербургское гальваническое заведение, стал военным инженером. Служил начальником телеграфа Московско-Курской железной дороги. В своей мастерской Павел Николаевич проводил испытания устройств, которые сам изобретал: сигнального термометра для регулирования температуры в железнодорожных вагонах, установки для освещения железнодорожного пути электрическим прожектором... В 1874 году, во время проведения электрического света на протяжении всего пути следования императорского поезда, Павел Яблочков увидел все неудобства используемых регуляторов для вольтовой дуги. Тогда же исследователь решил посвятить себя разработке надежной конструкции электрической дуговой лампы.
Дни и ночи он ставил опыты, чертил схемы в парижской мастерской, которую изобретателю предоставила одна из французских фирм. Единственная мысль занимала его, чем бы он ни занимался и где бы ни был.
В один из дней 1876 года, когда 29-летний Павел Яблочков ожидал своего заказа в маленьком кафе, его как будто осенило. Глядя на то, как аккуратно официант раскладывает столовые приборы, талантливый инженер нашел гениальное в своей простоте решение... «Да, именно так, как столовые приборы, должны быть расположены в лампе угольные электроды - не как во всех прежних конструкциях, а параллельно! Тогда оба будут выгорать совершенно одинаково, и расстояние между ними всегда будет постоянным. И никакие регуляторы тут не нужны!», - подумал Павел Николаевич.
Уже в следующем году «электрическая свеча Яблочкова» осветила парижский магазин «Лувр». Конструкция из двух одинаковых угольных стержней, изолированных слоем каолина и закрепленных на подставке, действительно, напоминала подсвечник со свечами. Электроды сгорали равномерно, давая яркий свет достаточно продолжительное время. «Электрическая свеча» стоила около 20 копеек и горела полтора часа. Не удивительно, что в скором времени эти устройства появились в продаже и начали расходиться в огромных количествах. В 1877 году лампочки русского изобретателя зажглись на набережной Темзы в Лондоне, потом в Берлине. А после возвращения Павла Николаевича на родину, его «свеча» озарила Петербург.
Это было не единственное достижение Павла Яблочкова. В 1880-х он с успехом занимался разработкой и испытанием генераторов электрического тока - магнитодинамических машин, гальванических элементов со щелочным электролитом и других электрических устройств. Павел Николаевич не раз участвовал в специализированных электротехнических выставках: в России в 1880-м и 1882-м годах и в Париже в 1881-м и 1889-м годах, вновь и вновь удивляя своими изобретениями. Влюбленный в свое дело, он стал одним из основателей электротехнического отдела Русского технического общества и журнала «Электричество» в России.
Со временем изобретение Яблочкова вытеснили более экономичные и удобные лампы накаливания с тонкой электрической нитью внутри, его «свеча» стала всего лишь музейным экспонатом. Однако это была первая лампочка, благодаря которой искусственный свет стал использоваться повсеместно: на улицах, площадях, в театрах, магазинах, в квартирах и на заводах.
В 1876 году Павел Николаевич зачитал свой доклад об изобретении электромагнита с плоской обмоткой во Французском физическом обществе, членом которого его избрали, а в 1878-м - продемонстрировал изобретение на Всемирной выставке в Париже.
Альманах "Великая Россия. Личности. Год 2003-й. Том II", 2004, АСМО-пресс.
