Джордж Стефенсон. Его жизнь и научно-практическая деятельность
Шрифт:
К этому времени сын Стефенсона, Роберт, настолько уже подрос, что нужно было подумать о его образовании. Испытав на собственном опыте, как много вредит человеку недостаток систематических знаний, Стефенсон решил дать своему сыну возможно более широкое образование. Сперва, когда Роберту исполнилось 12 лет, отец стал посылать его в одну из лучших школ Ньюкасла. Так как от дома Стефенсона до города было довольно далеко, то он купил сыну осла, на котором тот отправлялся по утрам в город, а вечером возвращался домой. Дома Роберт рассказывал отцу, чему он учился в течение дня. Мало-помалу, когда Роберт пробыл уже несколько лет в школе, эти пересказы пройденного в классе приобрели систематический характер, и Стефенсон стал таким образом проходить тот же курс, который изучал Роберт. Это совместное обучение оказалось весьма полезным для обоих, так как на Роберта производили сильное влияние трудолюбие и рвение к ученью отца, а последний получил таким образом возможность приобрести то общее образование, которого он был лишен в юности. В свою очередь, Стефенсон, заметив в сыне склонность к механике, преподал ему основы этой науки и продолжал свои практические занятия вместе с сыном. Чтобы позабавить его и заинтересовать механикой, он устраивал вместе с ним разного рода механические курьезы: замок, который могли отпирать только отец и сын Стефенсоны, лампу, горевшую под водой, особенного рода солнечные часы и тому подобное. Затем, когда сын подрос, они стали изучать разного рода машины и законы их действия. Позднее Роберт, став уже знаменитым инженером, говорил, что он приобрел от отца гораздо больше сведений по механике, нежели в инженерной
Ко времени поступления Роберта в инженерную школу материальное положение Стефенсона значительно улучшилось, так как компания, где он служил, ценила его таланты и значительно увеличила его вознаграждение. Да и было за что, так как изобретательность Стефенсона давала компании громадные выгоды. В одной из копей он поставил блоковую машину собственного изобретения для подъема грузов, которая работала успешнее всех прежних. На другой копи устроил насос, также собственного изобретения, и так далее. Главный инженер компании очень благоволил к механику-самоучке, постоянно советовался с ним по техническим вопросам и изумлялся его изобретательности. Любили беседовать и советоваться со Стефенсоном и другие служащие на копях, в особенности рабочие. Домик Стефенсона в нерабочее время был теперь постоянно полон посетителями. Этот домик невольно обращал на себя внимание. Его окружал небольшой сад, переполненный ягодными кустами и грядками овощей. В садике находилось множество птиц – предмет постоянной любви Стефенсона. Многие из них были ручные и смело проникали в домик, где они порхали между моделями машин, заполнявшими все комнаты. Модели эти составляли предмет особенного уважения рудокопов, которые частенько наведывались к “нашему Джорджу”. Он же радушно принимал своих бывших товарищей по черной работе, охотно беседовал с ними об их делах и порой читал им или объяснял разного рода физические явления. Особенно большой успех имели беседы Стефенсона по космографии и механике. Последняя настолько заинтересовала некоторых рабочих, что они стали брать систематические уроки по математике у Роберта, когда тот приезжал домой на каникулы.
В своем домике, окруженный моделями и всякого рода приспособлениями, Стефенсон работал над улучшением целого ряда машин. Но в особенности привлек его внимание локомотив, работы над которым представляли тогда насущную задачу. Мы, однако, отложим сообщение о первых шагах Стефенсона в этом направлении до следующей главы, которая будет всецело посвящена данному предмету, а теперь продолжим обзор событий его жизни до того времени, пока он не вступил, наконец, всецело на прославивший его путь изобретателя железнодорожного локомотива и строителя железных дорог. Живя в близких отношениях с рабочими копей и входя постоянно в их нужды, Стефенсон не мог не обратить внимания на одну печальную сторону их положения. Дело в том, что в каменноугольных копях выделяется и иногда собирается в значительном количестве особый газ – метан, который, воспламеняясь от огня, дает страшные взрывы, губящие иной раз множество рабочих. Во времена Стефенсона подобные несчастья случались нередко. Особенно сильное впечатление на Стефенсона произвели взрывы газа, происшедшие в 1812 году, когда было убито 50 человек, и в 1813 году, когда погибло 22 человека. В следующем, 1814, году метан снова вспыхнул в одном из отделений копей, где погибло несколько человек. Этим, однако, несчастье не ограничилось, так как пожар угрожал распространиться и на другие отделения копи. Рабочие, находившиеся там, в ужасе метались из стороны в сторону, ожидая каждую минуту гибели, узнав о несчастье, Стефенсон велел спустить себя в горящую копь и там пригласил рабочих заделать с ним ход в то отделение, где горел газ. Рабочие принялись за дело и быстро воздвигли стену, за которой огонь вследствие недостатка воздуха погас. Когда все бывшие в копях были подняты наружу, рабочие и их семьи, понимавшие, что они обязаны спасением единственно находчивости и самоотверженности Стефенсона, с опасностью для собственной жизни спустившегося в копь, бросились к его ногам, обнимали его колени и благодарили за спасение. Этот случай заставил Стефенсона усиленно искать средства для предупреждения взрывов рудничного газа, что и удалось ему после нескольких лет прилежной работы. Так как газ всегда загорался от тех ламп или свечей, с которыми рабочие работали в темных галереях копей, то Стефенсон искал средства сделать эти лампы безопасными. В основу своей лампы Стефенсон положил ту игрушку, которую он устраивал для своего сына, – лампу, горящую под водою. Изобретенная им лампа для чернорабочих имела металлическую сетку, закрывавшую пламя от внешней среды. По соображениям Стефенсона, лампа такого устройства не могла воспламенять каменноугольный газ; но это нужно было еще проверить опытом, а опыт мог стоить жизни экспериментатору. Тем не менее Стефенсон спустился вместе с несколькими рабочими в копь, одно отделение которой было переполнено газом, и смело отправился в это отделение со своей лампой. Из сопровождавших Стефенсона рабочих никто не решился последовать за ним, и только один из них издали наблюдал за тем, что произойдет. Когда Стефенсон проник в пространство, переполненное газом, его лампа вспыхнула ярким пламенем и казалось, что через минуту произойдет губительный взрыв. Однако получилось так, что пламя лампы снова приняло прежний вид и горело спокойно. Стефенсон возвратился к рабочим, рассказал, как было дело, и пригласил их последовать за ним в загазованное отделение. Лампа снова вспыхнула и снова стала гореть спокойно. Таким образом средство для предупреждения взрывов газа было найдено, и рабочие могли смело ходить с новыми безопасными лампами.
Надо заметить, что одновременно со Стефенсоном подобная же лампа была изобретена знаменитым химиком Хэмфри Дэви. Благодаря разнице в известности между пользовавшимся мировой популярностью ученым и известным только в своем горном округе механиком-самоучкой, предохранительная лампа, ныне распространившаяся по угольным копям всего мира и предохранившая от гибели бесчисленное множество людей, получила наименование лампы Дэви, об изобретении же ее Стефенсоном знают только немногие. Но это, конечно, не уменьшает заслуги Стефенсона перед человечеством, равно как и нашего уважения перед самоотверженностью этого замечательного человека, не побоявшегося при опытах с лампой рисковать своей жизнью ради великого дела спасения ближних.
Из событий, которыми закончился рассматриваемый период жизни Стефенсона, упомянем о его вторичной женитьбе и о сборах в Америку. Женился Стефенсон вторично уже в то время, когда начались его работы над локомотивом. Второй брак был так же удачен, как и первый; Стефенсон имел счастье прожить до конца дней своих в обществе любимой жены, и счастье это омрачалось только бездетностью. В Америку Стефенсон задумал было переселиться вследствие того, что первые его изобретения в области железнодорожного дела не нашли должной оценки в Англии, и Стефенсон рассчитывал быть удачливее в Америке, где в это время быстро развивалась промышленность. К тому же Стефенсона приглашал в Америку один предприимчивый инженер, намеревавшийся заняться там постройкой пароходов, только что появившихся тогда в Англии. Переселение в Америку, однако, не состоялось благодаря тому, что в это время Стефенсону было предложено взять на себя постройку небольшой железнодорожной линии, по окончании которой подобные приглашения стали сыпаться на Стефенсона со всех сторон.
ГЛАВА III. СТЕФЕНСОН – ЗНАМЕНИТЫЙ ИНЖЕНЕР
Первые работы над локомотивом. – Вопрос о рельсах. – Первая железная дорога. – Пиз. – Фабрика машин. – Сотрудничество Роберта. – Линия Стоктон – Дарлингтон. – Вильям Джеймс. – Пиния Ливерпуль – Манчестер. – Противодействия Стефенсону и его победа. – Локомотив “Ракета”. – Дальнейшие дороги. – Копи. – Известковый завод. – Стефенсон и король бельгийский Леопольд. – Стефенсон в Испании. – Всемирная известность
Вопрос о железных дорогах был уже на очереди в то время, когда Стефенсон достаточно ознакомился с механикой и испытал свои силы на указанных в предыдущей главе изобретениях. С одной стороны, в это
Мысль о применении пара к передвижению возникла еще в середине прошлого столетия. Так, еще в 1759 году Робинзон пытался применить пар к движению колес обыкновенной повозки, но результата не достиг. В 1763 году французский инженер Кюньо построил паровую повозку для передвижения артиллерийских снарядов. Машина эта работала однако всего 12–15 минут, после чего останавливалась на столько же времени. В 1770 году тот же Кюньо построил более совершенный аппарат, но когда его пустили по улицам Парижа, оказалось, что им не умели управлять: машина понеслась совсем не по тому направлению, по которому предполагалось, налетела на стену и разрушила ее. Это так напугало современников Кюньо, что машина была сдана в архив ремесел и искусств, где сохраняется и до сих пор, а дело было оставлено. Затем в 1787 году американец Эванс изобрел свой локомотив, в котором была впервые применена изобретенная тем же Эвансом паровая машина высокого давления, занимающая немного места и развивающая значительную силу. Вследствие разных причин и эта попытка была оставлена. Далее, уже в XIX веке, англичане Тревитенк и Вивиан построили паровую карету, которая была испытана на улицах Лондона. Однако трудность сдерживать и регулировать движение этой кареты, тряска вследствие неровности почвы, огромное трение на окружности колес – все это лишало всякого практического значения новый аппарат. Хотя затруднительность движения паровых повозок по обычным дорогам была слишком очевидна, попытки в этом направлении все продолжались. Две из таких попыток пришлось видеть и Стефенсону. Они любопытны также в том отношении, что рисуют отношение к этом вопросу тогдашнего английского общества, видевшего в локомотивах какую-то чертовщину. Некто Мердок построил небольшой паровозик на трех колесах и поздно ночью пустил его для испытания по одной из малопроезжих дорог. Когда вода в котле закипела, паровоз побежал так быстро, что хозяин никак не мог его догнать. Случайно по дороге проходил священник. Увидав несущийся ему навстречу светящийся и свистящий предмет, священник вообразил, что это сам дьявол, и поднял крик, на который сбежался народ. С тех пор за Мердоком установилась репутация человека, знающегося с нечистой силой. В другом случае некий Тревитенк построил паровоз, который, хотя и с трудом, тащил за собой несколько повозок. При испытании паровоз подъехал к одной из застав, которыми в то время пестрели английские дороги и на которых брали пошлину за проезд. Когда заставный сторож увидел подъехавшее чудовище, он до того перепугался, что отказался от пошлины и испуганно бормотал: “Ничего не нужно, господин дьявол! Ничего, – только проезжайте скорей…” Более практичные люди перешли к опытам движения локомотивов по рельсам. Те же вышеупомянутые Тревитенк и Вивиан построили паровоз, который мог тащить по рельсам несколько вагонов, нагруженных железными материалами, со скоростью 8 верст в час. Однако машина была до того тяжела, что под нею ломались рельсы; кроме того, они были так плохо уложены, а соотношение между рельсами и колесами локомотива было так неправильно, что локомотив постоянно сходил с рельсов, и ставить его снова на них приходилось с громадным трудом. К тому же изобретатели сами не придавали особого значения своему опыту, полагая, что между рельсами и колесами локомотива всегда будет слишком мало сцепления, вследствие чего локомотив никогда не будет в состоянии давать значительную скорость. Последняя мысль, при всей ее нелепости, овладела тогда всецело умами и тормозила дело. Предполагалось, что если обод колеса у паровоза и поверхность рельсов будут гладкие, то приведенные силою пара в движение колеса будут вертеться, но не подвинутся вперед вследствие недостаточности сцепления. Вследствие этого теоретического и совершенно неосновательного предположения поверхности обода колес и рельсов делались нарочно неровными, с шероховатостями и желобками, вследствие чего движение страшно затруднялось. В 1811 году Бленкинсон придумал новую систему локомотива, в котором четыре колеса служили только для поддержания движущегося аппарата; пятое же колесо, приводимое в движение поршнем паровой машины и двигавшее локомотив, было зубчатое и двигалось по зубчатому рельсу. Понятное дело, что при таком устройстве развивалось страшное трение. За этим изобретением последовало еще более оригинальное, принадлежавшее известному в то время инженеру Брентону: у него сила пара действовала на подвижные костыли, которые, поднимаясь поочередно наподобие лошадиных ног, толкали перед собой вагоны. При первом же опыте с этой удивительной машиной от сотрясения лопнул паровик, причем было убито и ранено множество народа. Все эти неудачи не остановили, однако, дальнейших попыток в том же направлении. Между прочими делом этим занялся и Блэкетт, владелец Вайламских копей, на которых прошло детство Стефенсона. Блэкетт построил локомотив на прежних основаниях, то есть с зубчатыми колесами, бегавшими по зубчатым рельсам. Машина работала плохо; толчки и трение постоянно вызывали в ней расстройство, и она чаще чинилась, чем работала. Рабочие проклинали беспокойную машину, а владельцы соседних копей смеялись над Блэкеттом, говоря, что он, очевидно, не знает, на что изводить свои деньги.
Первая модель паровой повозки Тревитенка. 1797 год
Паровая карета Тревитенка. 1802 год
Первый в истории паровоз Тревитенка. 1803 год
Паровоз Т. Хэкуорта “Августейший Георг”
Модель одной из трубчатых балок моста “Британия”
Слух об удивительной машине, действовавшей на Вайламских копях, дошел и до Стефенсона, и он отправился посмотреть ее. Стефенсон в это время уже усиленно работал в своем домике над разными локомотивами и рельсами игрушечных размеров. Эти работы объяснили Стефенсону непрактичность применявшихся приемов и дали ему возможность выработать собственный план дела. Особенно ясна была ему необходимость совершенно ровной поверхности как для рельса, так и для обода колеса. Поэтому, явившись на Вайламскую копь и видя, с каким трудом тамошний локомотив движется на своих зазубренных колесах по зубчатым рельсам, он посоветовал Блэкетту заменить рельсы и ободья колес совершенно ровными, объяснив, что достаточно одной тяжести локомотива и вагонов, чтобы между колесами и рельсами образовалось нужное сцепление. Известность Стефенсона как практика-механика в своем округе была в это время уже настолько значительна, что Блэкетт тотчас же последовал его совету и устроил гладкие рельсы и такие же ободья на колесах своего локомотива и вагонов. К общему удивлению, работа пошла несравненно лучше: локомотив быстрее двигался, возил большие тяжести и меньше портился. Этот новый успех Стефенсона обратил общее внимание на опыты, которые производил Стефенсон в своем домике над игрушечными локомотивами, и некто лорд Равеневорт предложил Стефенсону устроить локомотив по его собственной системе, предоставляя в его распоряжение все необходимые для того средства.