Создатели двигателей
Шрифт:
Старые товарищи по колледжу, вспоминая впоследствии о жизни в Кембридже, утверждают, что в те годы рыжеволосый, голубоглазый Чарли, очень скромный и застенчивый юноша, ничем не выделялся из среды своих товарищей и не обнаруживал особенных способностей к математическим наукам. Большую, чем школьные успехи, известность Парсонсу создал спортивный клуб, членом которого он состоял. Однако ни увлечение водным спортом, ни шумная студенческая жизнь не могли отвлечь юношу от его любимых занятий в лабораториях.
Окончив университет, Парсонс решил продолжать свое образование на производственной работе. Для этого он поступил учеником на машиностроительный завод Армстронга — огромное предприятие, во главе которого
В течение четырех лет Парсонс работал под руководством Армстронга, предоставлявшего полный простор изобретательским склонностям своего ученика. Тут же, на заводе, был построен по проекту Парсонса так называемый «ротативный» паровой двигатель, то есть двигатель с непосредственным вращательным движением. Как и многие попытки такого рода, он не имел практического успеха. Главное внимание Парсонс уделял опытам с торпедами, движущимися реактивной силой газов. В этих опытах принимал участие другой ученик Армстронга — Вильям Кросс. Опыты настолько увлекли обоих, что, когда Кросс получил место директора паровозостроительного завода в Лидсе, Парсонс отправился вместе с ним, несмотря на свою привязанность к Армстронгу. Впрочем, Армстронг считал учение законченным и выдал Парсонсу блестящую аттестацию как инженеру и конструктору высшей квалификации.
Дальнейшие опыты с торпедами не привели к практическому результату. Работа над ротативным двигателем и опыты с торпедами объединили мысли изобретателя на идее создания быстроходного двигателя с непосредственным вращательным движением. То были годы, когда вопросы электротехники начинали все более и более занимать не только изобретателей, но и промышленников. Электрический ток открывал новые, очень широкие перспективы.
Между тем дальнейшее развитие электротехники упиралось в отсутствие специального двигателя для генераторов электрического тока, двигателя с большим числом оборотов, каким прежде всего могла быть паровая турбина. На этой проблеме и остановился молодой инженер.
Парсонс предположил, что для успеха следует распределить давление пара между рядом паровых турбин. Результат, получаемый в каждой из них, будет приблизительно одинаков с результатом, получаемым в турбине, где применяется несжимаемая жидкость, например вода. Таким образом, ряд этих простых турбин даст суммарный коэффициент полезного действия, равный приблизительно коэффициенту полезного действия водяной турбины Фурнейрона.
Именно это распределение падения пара на ряд простых турбин, помещенных на одном валу, Парсонс и считал своим изобретением, на которое им был взят патент в апреле 1884 года. За год до этого взял английский патент на турбину, «работающую паром или водой», Лаваль. Работы обоих изобретателей, таким образом, протекали одновременно, но совершенно независимо друг от друга и шли противоположными путями.
Не имея в своем распоряжении мастерских, где можно было построить новую машину, требующую большой точности в обработке деталей, Парсонс вступил младшим компаньоном в фирму «Кларк, Чапман и К°». Фирма располагала хорошим машиностроительным заводом в Гетсхеде, близ Ньюкестля на Тайне, и намеревалась создать у себя электротехнический отдел. Во главе этого отдела и стал новый компаньон.
Первое время условия работы Парсонса были очень благоприятны, и уже к концу года он построил свою турбину. Конструкция ее свидетельствовала об огромной изобретательности автора. Это была машина мощностью в 4 киловатта, а считая в обычных единицах мощности, первая турбина Парсонса имела мощность в 5 лошадиных сил.
Эта турбина состояла из ряда помещенных на одном валу венцов лопаток особой конструкции. Между этими вращающимися с валом венцами лопаток помещались ряды неподвижных лопаток,
Они имели такую же конструкцию, как и рабочие, но загнуты были в обратную сторону. Эти так называемые «реактивные лопатки» и составляли основное изобретение Парсонса.
Реактивные лопатки имеют такую форму, что пространства между лопаточными каналами образуют как бы насаженные на вал сопла, из которых выходит пар. Работая в лопатках, пар заставляет вращаться вал с венцами, называемый ротором турбины. Лопатки неподвижных венцов, проходящих между рядами рабочих лопаток, служат для того, чтобы направлять пар. Выходя из них, пар расширяется, а давление его несколько падает.
Первая турбина Парсонса, непосредственно соединенная с динамо-машиной, работала паром при давлении в семь атмосфер. Благодаря разложению давления на ряд ступеней она делала всего лишь восемнадцать тысяч оборотов в минуту — вдвое меньше, чем у Лаваля. Парсонсу, таким образом, не пришлось устраивать сложную передачу, снижающую число оборотов. В те времена мало что знали о работе динамо-машин: только два года спустя профессор Хопкинсон дал обоснованную теорию динамо-машины и установил, что наивыгоднейшая скорость ее вращения будет три тысячи оборотов в минуту. Поэтому непосредственное соединение быстроходного двигателя, каким явилась турбина Парсонса, с такой же быстроходной динамо-машиной, сконструированной им же, при тогдашнем уровне знаний рассматривалось как величайшее изобретение, где и турбина и динамо-машина вызывали равное восхищение.
Турбогенератор Парсонса специалистами был оценен очень высоко. Знаменитый физик Вильям Томсон, позднее получивший имя лорда Кельвина, отозвался о турбине Парсонса как о замечательном изобретении. Впоследствии этот отзыв сослужил Парсонсу плохую службу, но пока он побудил изобретателя с новой энергией заниматься усовершенствованием своей машины, которой лорд Кельвин предсказывал великое будущее.
Парсонс не спешил с выпуском на рынок своей турбины. Он начал подвергать ее многочисленным испытаниям для выяснения необходимых изменений в конструкции. Отныне единственной и все себе подчиняющей целью его жизни и деятельности было превращение этой турбины в двигатель, которого требовала промышленность.
Для достижения этой цели Парсонс имел все данные: он был молод, настойчив, терпелив; он обладал знаниями и не переставал никогда учиться; он был спокоен и счастлив в своей семье; наконец, он был материально обеспечен и совершенно независим.
Дуглас Кларк, адвокат, конструктор двухтактного двигателя внутреннего сгорания и специалист по патентным делам, перевидавший на своем веку немало изобретателей, свидетельствует, что такого, как у Парсонса, глубокого знания машины и совершающихся в ней процессов работы он не встречал ни у кого. Даже он, осведомленный в вопросах машиностроения человек, не мог до конца разобраться в подробностях процессов, о которых ему толковал Парсонс, для описания их в патентах.
Не имея возможности иногда лично выслушивать клиента, он дал однажды такой совет своему помощнику:
— Когда к вам придет сэр Чарлз для переговоров о новом его патенте, то вы усадите его в кресло и предоставьте ему говорить. Первую четверть часа вы ничего не будете понимать, но вы не перебивайте его. Вторую четверть часа в вашей голове едва ли станет светлее, но если вам удастся что-нибудь понять, то вы скажете: «Сэр, прежде чем идти дальше, позвольте спросить, так ли я вас понял?» И напишите ему на бумаге то, что вы поняли. Он прочтет, поморщится и скажет: «Да, но позвольте, уж я лучше сам напишу». Тогда вы дайте ему бумагу и предоставьте писать что угодно, любезно заметив при этом: «Если вы находите нужным что-нибудь добавить, то пожалуйста. Я подожду!» Таким образом, вам, вероятно, удастся получить патентное описание…