Яблочков что изобрел. Значение изобретения Яблочкова. Мастерская физических приборов
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 Николаевич Яблочков - российский электротехник, изобретатель и предприниматель. Изобрел (патент 1876) дуговую лампу без регулятора - электрическую свечу («свеча Яблочкова»), чем положил начало первой практически применимой системе электрического освещения. Работал над созданием электрических машин и химических источников тока.
Детство и начальное обучение Павлика Яблочкова
Павел Яблочков родился 14 сентября (2 сентября по старому стилю) 1847 года, в селе Жадовка, Сердобского уезда Саратовской губернии, в семье обедневшего мелкопоместного дворянина, происходившего из старинного русского рода. С детства Павлик любил конструировать, придумал угломерный прибор для землемерных работ, устройство для отсчета пути, пройденного телегой. Родители, стремясь дать сыну хорошее образование, в 1859 определили его во 2-ой класс Саратовской гимназии. Но в конце 1862 Яблочков ушел из гимназии, несколько месяцев обучался в Подготовительном пансионе и осенью 1863 поступил в Николаевское инженерное училище в Петербурге, которое отличалось хорошей системой обучения и выпускало образованных военных инженеров.
Служба в армии. Дальнейшая учеба
По окончании училища в 1866 года Павел Яблочков был направлен для прохождения офицерской службы в Киевский гарнизон. На первом же году службы он вынужден был выйти в отставку из-за болезни. Вернувшись в 1868 на действительную службу, поступил в Техническое гальваническое заведение в Кронштадте, которое окончил в 1869 году. В то время это была единственная в России школа, которая готовила военных специалистов в области электротехники.
Московский период
В июле 1871 года, окончательно оставив военную службу, Яблочков переехал в Москву и поступил на должность помощника начальника телеграфной службы Московско-Курской железной дороги. При Московском политехническом музее был создан кружок электриков-изобретателей и любителей электротехники, делившихся опытом работы в этой новой по тем временам области. Здесь, в частности, Яблочков узнал об опытах Александра Николаевича Лодыгина по освещению улиц и помещений электрическими лампами, после чего решил заняться усовершенствованием существовавших тогда дуговых ламп.
Мастерская физических приборов
Уйдя со службы на телеграфе, П. Яблочков в 1874 году открыл в Москве мастерскую физических приборов. «Это был центр смелых и остроумных электротехнических мероприятий, блестевших новизной и опередивших на 20 лет течение времени», - вспоминал один из современников. В 1875, когда П.Н. Яблочков проводил опыты по электролизу поваренной соли с помощью угольных электродов, у него возникла идея более совершенного устройства дуговой лампы (без регулятора межэлектродного расстояния) - будущей «свечи Яблочкова».
Работа во Франции. Электрическая свеча
В конце 1875 года финансовые дела мастерской окончательно расстроились и Яблочков уехал в Париж, где поступил на работу в мастерские академика Л. Бреге, известного французского специалиста в области телеграфии. Занимаясь проблемами электрического освещения, Яблочков к началу 1876 года завершил разработку конструкции электрической свечи и в марте получил патент на нее.
Свеча Павла Николаевича Яблочкова представляла собой два стержня, разделенных изоляционной прокладкой. Каждый из стержней зажимался в отдельной клемме подсвечника. На верхних концах зажигался дуговой разряд, и пламя дуги ярко светило, постепенно сжигая угли и испаряя изоляционный материал.
Создание системы электрического освещения
Успех свечи Яблочкова превзошел все ожидания. Сообщения о ее появлении обошли мировую прессу. В течение 1876 года Павел Николаевич разработал и внедрил систему электрического освещения на однофазном переменном токе, который, в отличие от постоянного тока, обеспечивал равномерное выгорание угольных стержней в отсутствие регулятора. Кроме того, Яблочков разработал способ «дробления» электрического света (то есть питания большого числа свечей от одного генератора тока), предложив сразу три решения, в числе которых было первое практическое применение трансформатора и конденсатора.
Система освещения Яблочкова («русский свет»), продемонстрированная на Всемирной выставке в Париже в 1878 году, пользовалась исключительным успехом; во многих странах мира, в том числе во Франции, были основаны компании по ее коммерческой эксплуатации. Уступив право на использование своих изобретений владельцам французской «Генеральной компании электричества с патентами Яблочкова», Павел Николаевич, как руководитель ее технического отдела, продолжал трудиться над дальнейшим усовершенствованием системы освещения, довольствуясь более чем скромной долей от огромных прибылей компании.
Возвращение в Россию. Коммерческая деятельность
В 1878 Году Павел Яблочков решил вернуться в Россию, чтобы заняться проблемой распространения электрического освещения. На родине он был восторженно встречен как изобретатель-новатор.
В 1879 Павел Николаевич организовал «Товарищество электрического освещения П. Н. Яблочков-изобретатель и К» и электротехнический завод в Петербурге, изготовившие осветительные установки на ряде военных судов, Охтенском заводе и др. И хотя коммерческая деятельность была успешной, она не приносила изобретателю полного удовлетворения. Он ясно видел, что в России слишком мало возможностей для реализации новых технических идей, в частности, для производства построенных им электрических машин. К тому же, к 1879 году электротехник, изобретатель, основатель крупных электротехнических предприятий и компаний Томас Эдисон в Америке довел до практического совершенства лампу накаливания, которая полностью вытеснила дуговые лампы.
Снова во Франции
Переехав в Париж в 1880 году, Яблочков стал готовиться к участию в первой Всемирной электротехнической выставке, которая должна была состояться в 1881 году в Париже. На этой выставке изобретения Яблочкова получили высокую оценку и были признаны постановлением Международного жюри вне конкурса, но сама выставка явилась триумфом лампы накаливания. С этого времени Яблочков занимался главным образом вопросами генерирования электрической энергии - созданием динамомашин и гальванических элементов.
Последний период жизни изобретателя
В конце 1893 года, почувствовав себя больным, Павел Яблочков после 13 лет отсутствия вернулся в Россию, но через несколько месяцев 31 марта (19 марта по ст. стилю) 1894 умер от сердечного заболевания в Саратове. Она был похоронен в родовом склепе в селе Сапожок Саратовской области.
Биография
Детские и юношеские годы
В январе 1869 года Яблочков возвращается на военную службу. Его командируют в Техническое гальваническое заведение в Кронштадте , в то время это была единственная в России школа, которая готовила военных специалистов в области электротехники. Там П. Н. Яблочков познакомился с новейшими достижениями в области изучения и технического применения электрического тока , особенно в минном деле, основательно повысил свою теоретическую и практическую электротехническую подготовку. Через восемь месяцев, по окончании Гальванического заведения, Павел Николаевич был назначен начальником гальванической команды в тот же 5-й сапёрный батальон. Однако едва только истёк трёхлетний срок службы, он 1 сентября] 1872 года уволился в запас, расставшись с армией навсегда. Незадолго перед отъездом из Киева Павел Яблочков женился.
Начало изобретательской деятельности
Уволившись в запас, П. Н. Яблочков устроился на Московско-Курскую железную дорогу начальником службы телеграфа . Уже в начале своей службы на железной дороге П. Н. Яблочков сделал своё первое изобретение: создал «чернопишущий телеграфный аппарат». К сожалению, подробности этого изобретения до нас не дошли.
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, после чего решил заняться усовершенствованием существовавших тогда дуговых ламп . Свою изобретательскую деятельность он начал с попытки усовершенствовать наиболее распространённый в то время регулятор Фуко. Регулятор был очень сложный, действовал с помощью трёх пружин и требовал к себе непрерывного внимания.
Весной 1874 года Павлу Николаевичу представилась возможность практически применить электрическую дугу для освещения. Из Москвы в Крым должен был следовать правительственный поезд. Администрация Московско-Курской дороги в целях безопасности движения задумала осветить этому поезду железнодорожный путь ночью и обратилась к Яблочкову как инженеру, интересующемуся электрическим освещением. Он охотно дал согласие. Впервые в истории железнодорожного транспорта на паровозе установили прожектор с дуговой лампой - регулятором Фуко. Яблочков, стоя на передней площадке паровоза , менял угли, подкручивал регулятор; а когда меняли паровоз, Павел Николаевич перетаскивал свой прожектор и провода с одного локомотива на другой и укреплял их. Это продолжалось весь путь, и хотя опыт удался, он ещё раз убедил Яблочкова, что широкого применения такой способ электрического освещения получить никак не может и нужно упрощать регулятор.
Уйдя в 1874 году со службы на телеграфе, Яблочков открыл в Москве мастерскую физических приборов. По воспоминаниям одного из современников:
Совместно с опытным электротехником Н. Г. Глуховым Яблочков занимался в мастерской усовершенствованием аккумуляторов и динамо-машины , проводил опыты по освещению большой площади огромным прожектором. В мастерской Яблочкову удалось создать электромагнит оригинальной конструкции. Он применил обмотку из медной ленты, поставив её на ребро по отношению к сердечнику. Это было его первое изобретение, здесь же Павел Николаевич вёл работы по усовершенствованию дуговых ламп.
Наряду с опытами по усовершенствованию электромагнитов и дуговых ламп Яблочков и Глухов большое значение придавали электролизу растворов поваренной соли . Сам по себе незначительный факт сыграл большую роль в дальнейшей изобретательской судьбе П. Н. Яблочкова. В 1875 году во время одного из многочисленных опытов по электролизу параллельно расположенные угли, погружённые в электролитическую ванну, случайно, коснулись друг друга. Тотчас между ними вспыхнула электрическая дуга, на короткий миг осветившая ярким светом стены лаборатории. Именно в эти минуты у Павла Николаевича возникла идея более совершенного устройства дуговой лампы (без регулятора межэлектродного расстояния) - будущей «свечи Яблочкова».
Мировое признание
«Свеча Яблочкова »
Устройство «свечи Яблочкова»
В октябре 1875 года, отправив жену с детьми в Саратовскую губернию, к родителям, Яблочков уезжает за границу с целью показать в США на всемирной выставке в Филадельфии свои изобретения и достижения русской электротехники, а заодно ознакомиться с постановкой электротехники в других странах. Однако финансовые дела мастерской окончательно расстроились, и осенью 1875 года Павел Николаевич в силу сложившихся обстоятельств оказался в Париже . Здесь он заинтересовался мастерскими физических приборов академика Л. Бреге , с аппаратами которого Павел Николаевич был знаком ещё по работе в бытность начальником телеграфа в Москве. Бреге принял русского инженера весьма любезно и предложил ему место в его фирме.
Париж стал тем городом, где Яблочков быстро достиг выдающегося успеха. Его не покидала мысль о создании дуговой лампы без регулятора. В Москве сделать это ему не удалось, но последние опыты показали, что путь этот вполне реален. К началу весны 1876 года Яблочков завершил разработку конструкции электрической свечи и 23 марта получил на неё французский патент за № 112024, содержащий краткое описание свечи в её первоначальных формах и изображение этих форм. Этот день стал исторической датой, поворотным пунктом в истории развития электро- и светотехники, звёздным часом Яблочкова.
Свеча Яблочкова оказалась проще, удобнее и дешевле в эксплуатации, чем угольная лампа А. Н. Лодыгина, не имела ни механизмов, ни пружин. Она представляла собой два стержня, разделённых изоляционной прокладкой из каолина . Каждый из стержней зажимался в отдельной клемме подсвечника. На верхних концах зажигался дуговой разряд, и пламя дуги ярко светило, постепенно сжигая угли и испаряя изоляционный материал. Яблочкову пришлось очень много поработать над выбором подходящего изолирующего вещества и над методами получения подходящих углей. Позднее он пытался менять окраску электрического света, прибавляя в испаряющуюся перегородку между углями различные металлические соли.
Весной 1879 года товарищество «Яблочков-изобретатель и Ко» соорудило ряд установок электрического освещения. Большинство работ по установке электрических свечей, разработке технических планов и проектов проводилось под руководством Павла Николаевича. Свечи Яблочкова, изготовляемые парижским, а затем петербургским заводом общества, зажглись в Москве и Подмосковье , Ораниенбауме , Киеве , Нижнем Новгороде , Гельсингфорсе (Хельсинки), Одессе , Харькове , Николаеве , Брянске , Архангельске , Полтаве , Красноводске , Саратове и других городах России.
С наибольшим интересом изобретение П. Н. Яблочкова было встречено в учреждениях военно-морского флота. К середине 1880 года в России было установлено около 500 фонарей со свечами Яблочкова. Из них больше половины было установлено на военных судах и на заводах военного и военно-морского ведомств. Например, на Кронштадтском пароходном заводе было установлено 112 фонарей, на царской яхте «Ливадия» - 48 фонарей, на других судах флота - 60 фонарей, при этом установки для освещения улиц, площадей, вокзалов и садов имели каждая не более 10-15 фонарей.
Однако электрическое освещение в России такого широкого распространения, как за границей, не получило. Причин для этого было много: русско-турецкая война , отвлекавшая много средств и внимания, техническая отсталость России, инертность, а подчас и предвзятость городских властей. Не удалось создать и сильную компанию с привлечением крупного капитала, недостаток средств ощущался всё время. Немаловажную роль сыграла и неопытность в финансово-коммерческих делах самого главы предприятия. Павел Николаевич часто отлучался по делам в Париж, а в правлении, как писал В. Н. Чиколев в «Воспоминаниях старого электрика», «недобросовестные администраторы нового товарищества стали швырять деньги десятками и сотнями тысяч, благо они давались легко!» К тому же, к 1879 году Т. Эдисон в Америке довел до практического совершенства лампу накаливания , которая полностью вытеснила дуговые лампы.
14 апреля 1879 года П. Н. Яблочкова наградили именной медалью императорского Русского технического общества (РТО) . В уведомление о награждении говорилось:
| Императорское русское техническое общество 8 мая 1879 г., № 215. |
30 января 1880 года в Санкт-Петербурге прошло первое учредительное собрание Электротехнического (VI) отдела РТО, на котором П. Н. Яблочков был избран заместителем председателя («кандидатом по председателе»). По инициативе П. Н. Яблочкова, В. Н. Чиколева , Д. А. Лачинова и А. Н. Лодыгина в 1880 году был основан один из старейших российских технических журналов «Электричество».
В том же 1880 году Яблочков переехал в Париж, где начал готовиться к участию в первой Международной электротехнической выставке. Вскоре для организации выставочного стенда, посвящённого своим изобретениям, Яблочков вызывал в Париж некоторых сотрудников своей фирмы. В их числе был российский изобретатель, создатель электрической дуговой сварки Николай Николаевич Бенардос , с которым Яблочков познакомился ещё в 1876 году . Для подготовки экспозиции Яблочкова была использована электротехническая экспериментальная лаборатория при журнале «Электисьен».
Выставка, которая открылась 1 августа 1881 года , показала, что свеча Яблочкова и его система освещения начали терять своё значение. Хотя изобретения Яблочкова получили высокую оценку и были признаны постановлением Международного жюри вне конкурса, сама выставка явилась триумфом лампы накаливания, которая могла гореть 800-1000 часов без замены. Её можно было много раз зажигать, гасить и снова зажигать. К тому же она была и экономичнее свечи. Всё это оказало сильное влияние на дальнейшую работу Павла Николаевича и с этого времени он целиком переключился на создание мощного и экономичного химического источника тока. В ряде схем химических источников тока Яблочков впервые предложил для разделения катодного и анодного пространства деревянные сепараторы . Впоследствии такие сепараторы нашли широкое применение в конструкциях свинцовых аккумуляторов .
Работы с химическими источниками тока оказались не только малоизученными, но и опасными для жизни. Проводя эксперименты с хлором , Павел Николаевич сжёг себе слизистую оболочку лёгких и с тех пор стал задыхаться, у него, к тому же, начали пухнуть ноги.
Яблочков участвовал в работе первого Международного конгресса электриков, проходившего в 1881 году в Париже. За участие в выставке и конгрессе он был награждён французским орденом Почётного легиона .
Последние годы жизни
Вся деятельность П. Н. Яблочкова в Париже проходила в промежутках между поездками в Россию. В декабре 1892 года учёный окончательно возвращается на родину. Он привозит все свои заграничные патенты № 112024, 115703 и 120684, заплатив за них выкуп в миллион рублей - всё своё состояние. Однако Петербург его встретил холодно, точно его имя мало кому было известно. В Петербурге П. Н. Яблочков сильно заболел. Чувствовались усталость и последствия от взрыва в 1884 году натровой батареи, где он чуть не погиб и перенёс после этого два инсульта . Дождавшись приезда из Парижа его второй жены Марии Николаевны и сына Платона, Яблочков уезжает с ними в Саратовскую губернию .
Из Саратова Яблочковы выехали в Аткарский уезд, где близ села Колено находилось доставшееся Павлу Николаевичу по наследству небольшое имение Двоёнки. Пробыв в нём недолго, Яблочковы направились в Сердобский уезд, чтобы поселиться в «отчем доме», а потом поехать на Кавказ . Однако родительского дома в селе Петропавловке уже не существовало, за несколько лет до приезда сюда учёного он сгорел. Пришлось поселиться у старшей сестры Екатерины и её мужа М. К. Эшлиман (Эшельман), поместье которых находилось в селе Иваново-Кулики (ныне Ртищевского района).
Павел Николаевич намеревался заняться научными исследованиями, но очень скоро понял, что здесь, в глухой деревне, заняться наукой невозможно. Это заставило Яблочковых в начале зимы (видимо, в ноябре 1893 года) переехать в Саратов . Поселились они в заурядных «Центральных номерах» Очкина, на втором этаже. Его номер быстро превратился в рабочий кабинет, где учёный, большей частью ночью, когда его никто не отвлекал, работал над чертежами электроосвещения Саратова. Здоровье Яблочкова ухудшалось с каждым днём: слабело сердце, затруднялось дыхание. Болезнь сердца повлекла за собой водянку , ноги опухли и почти не двигались.
Масонская деятельность
Проживая в Париже , Яблочков был посвящён в члены масонской ложи «Труд и верные друзья истины» № 137 (фр. Travail et Vrais Amis Fidèles ), находившейся под юрисдикцией Великой ложи Франции . Досточтимым Мастером этой ложи Яблочков становится
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.
Свеча Яблочкова - один из вариантов электрической угольной дуговой лампы, изобретённый в 1876 году Павлом Николаевичем Яблочковым .
История создания и применения
Первые опыты с электрическим освещением Павел Николаевич Яблочков начал проводить ещё в своей московской мастерской в 1872 и 1873 годах. Учёный работал тогда с регуляторами разных систем, а затем с вышедшей в то время угольной лампой А. Н. Лодыгина. Яблочков брал тонкие угольки и помещал их между двумя проводниками. Для того чтобы уголь не сгорал, Яблочков обматывал его волокнами горного льна. Идея была в том, чтобы уголь, накаливаясь не сгорал, а накаливал только окружающий его горный лён. Хотя эти опыты были неудачными, они подсказали Яблочкову идею применения в электрическом освещении глины и других подобных материалов.
В 1875 году во время одного из многочисленных опытов по электролизу растворов поваренной соли параллельно расположенные угли, погружённые в электролитическую ванну, случайно, коснулись друг друга. Тотчас между ними вспыхнула электрическая дуга, на короткий миг осветившая ярким светом стены лаборатории. Это натолкнуло Павла Николаевича на мысль о создании более совершенного устройства дуговой лампы без регулятора межэлектродного расстояния - будущей «свечи Яблочкова». В октябре того же года Яблочков уехал за границу. Оказавшись в Париже он устроился на работу в мастерские физических приборов профессора Антуана Бреге. Однако его не покидала мысль о создании дуговой лампы без регулятора.
К началу весны 1876 года Яблочков завершил разработку конструкции электрической свечи и 23 марта того же года получил на неё французский патент за № 112024, содержащий краткое описание свечи в её первоначальных формах и изображение этих форм. Свеча Яблочкова оказалась проще, удобнее и дешевле в эксплуатации, чем угольная лампа Лодыгина, она не имела ни механизмов, ни пружин.
15 апреля 1876 года Яблочков принял участие в выставке физических приборов, которая открылась в Южном Кенсингстоне (Лондон). Там учёный выступал как в качестве представителя фирмы Бреге, так и самостоятельно - экспонировал свою свечу. Лондон стал местом первого публичного показа нового источника света. На невысоких металлических постаментах, установленных на большом расстоянии друг от друга, Яблочков поставил четыре своих свечи, обёрнутых в асбест. К светильникам был подведён ток от динамо-машины, находившейся в соседнем помещении. Поворотом рукоятки ток был включён в сеть, и тотчас обширное помещение залил очень яркий, чуть голубоватый электрический свет. Многочисленная публика пришла в восторг.
Парижский ипподром, освещённый свечами Яблочкова
Лондонская улица, освещённая свечами Яблочкова
Общая схема электрического освещения Яблочкова: фонарь на 4 свечи с коммутатором, питаемый от динамо-машины Грамма
Успех свечи Яблочкова превзошёл ожидания. Вся мировая печать, в особенности техническая, была полна сведениями о новом источнике света. Газеты выходили с заголовками: «Вы должны видеть свечу Яблочкова» ; «Изобретение русского отставного военного инженера Яблочкова - новая эра в технике» ; «Свет приходит к нам с Севера - из России» ; «Северный свет, русский свет, - чудо нашего времени» ; «Россия - родина электричества» и т. д.
В конце лета 1876 года Яблочков вернулся из Лондона в Париж, где его познакомили с инженером и предпринимателем Луи Денейрузом. Для практической реализации своих изобретений и организации производства электрических свечей во Франции, по совету Антуана Бреге, Яблочков заключил с Денейрузом договор, на основании которого тот создал компанию «Syndicat d’etude d’eclairage electrique procedes Jablochkoff». Эта компания помимо производства свечей, вела также работы по установке первичных двигателей и динамомашин для осветительных установок со свечами Яблочкова и полное их оборудование. В первые годы своего существования экспортный оборот компании составил более 5 млн франков. Сам Павел Николаевич, уступив право на использование своих изобретений владельцам компании, как руководитель её технического отдела, продолжал трудиться над дальнейшим усовершенствованием системы освещения, довольствуясь более чем скромной долей от огромных прибылей компании.
Первая установка освещения свечами Яблочкова была устроена в феврале 1877 года в «Salle Marengo» магазина Лувр и состояла из 6 свечей, питаемых двумя машинами «Alliance». Во время действия их наблюдалось мерцание, объясняемое неоднородностью углей и колебаниями числа оборотов двигателя, и дребезжание колпаков («пение» свечи). В фонарях приходилось часто менять свечи после их выгорания, а для того, что бы помещение не оставалось при этом в темноте, оказалось нужным устроить особое приспособление для смены ламп.
Для расширения производства электрических свечей необходимо было решить несколько проблем, главной из которых была проблема обеспечения осветительных установок генераторами переменного тока. Первым шагом в этом направлении было построение мастерскими бельгийского изобретателя Зиновия Теофиля Грамма особого коммутатора, который присоединялся к машине постоянного тока; однако это было лишь частичным разрешением задачи. В 1877 году Грамм выпустил первые машины переменного тока для питания свечей Яблочкова. При помощи этих машин удобно было питать четыре обособленных цепи, в каждую из которых можно было включать несколько свечей. Машины были рассчитаны на электрические свечи в 100 карселей , то есть силой света 961 кандела.
Вслед за магазином Лувр свечи Яблочкова были установлены на площади перед зданием Парижской оперы, в мае 1877 года они впервые осветили одну из магистралей столицы - Avenue de l’Opera. Жители французской столицы в начале сумерек толпами стекались полюбоваться гирляндами белых матовых шаров, установленных на высоких металлических столбах. И когда все фонари разом вспыхивали ярким и приятным светом, публика приходила в восторг. Не меньшее восхищение вызывало освещение парижского крытого ипподрома. Его беговая дорожка освещалась 20 дуговыми лампами с отражателями, а места для зрителей - 120 электрическими свечами Яблочкова, расположенными в два ряда.
17 июня 1877 года свечи Яблочкова установили на Вест-Индских доках в Лондоне, несколько позже свечи Яблочкова осветили часть набережной Темзы, мост Ватерлоо, отель «Метрополь», Гатфильдский замок, Вестгейтские морские пляжи. Почти одновременно с Англией свечи Яблочкова вспыхнули в помещении торговой конторы Юлия Михаэлиса в Берлине. Новое электрическое освещение с исключительной быстротой завоевало Бельгию и Испанию, Португалию и Швецию. В Италии им осветили Колизей, Национальную улицу и площадь Колона в Риме, в Вене - парк Фольскгартен, в Греции - Фалернскую бухту. На Американском континенте «русский свет» впервые вспыхнул в 1878 году в Калифорнийском театре (California Theatre; ныне не существует) в Сан-Франциско. 26 декабря того же года свечи Яблочкова осветили магазины Винемара в Филадельфии; затем улицы и площади Рио-де-Жанейро и городов Мексики. Появились они в Дели, Калькутте, Мадрасе и ряде других городов Британской Индии. Даже персидский шах и король Камбоджи осветили «русским светом» свои дворцы.
В России первая проба электрического освещения по системе Яблочкова была проведена 11 октября 1878 года. В этот день были освещены казармы Кронштадтского учебного экипажа и площадь у дома, занимаемого командиром Кронштадтского морского порта. Спустя две недели, 4 декабря 1878 года, свечи Яблочкова - 8 шаров, впервые осветили Большой театр в Санкт-Петербурге. Газета «Новое время» в номере от 6 декабря писала:
Ни одно из изобретений в области электротехники не получало столь быстрого и широкого распространения, как свечи Яблочкова. Это был подлинный триумф русского инженера.
Компании по коммерческой эксплуатации свечи Яблочкова были основаны во многих странах мира. Свечи Яблочкова появились в продаже и начали расходиться в громадном количестве, так, к примеру, предприятие Бреге ежедневно выпускало свыше 8 тысяч свечей. Каждая свеча стоила около 20 копеек.
Успех освещения по системе Яблочкова вызвал панику среди акционеров английских газовых компаний. Они пустили в ход все средства, вплоть до явных обманов, клеветы и подкупов, чтобы дискредитировать новый способ освещения. По их настоянию английский парламент учредил в 1879 году даже специальную комиссию с целью рассмотрения вопроса о допустимости широкого использования электрического освещения в Британской империи. После длительных дебатов и выслушивания свидетельских показаний члены комиссии так и не пришли к единому мнению по этому вопросу.
В 1877 году русский морской офицер А. Н. Хотинский принимал в Америке крейсеры, строящиеся по заказу России. Он 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 года получил на них патент как на свои изобретения. Яблочков выступил в печати с жёсткой критикой, заявив, что Томас Эдисон украл у русских не только их мысли и идеи, но и их изобретения. Профессор В. Н. Чиколев писал тогда, что способ Эдисона был не нов и обновления его ничтожны.
Прошедшая в 1881 году в Париже Международная электротехническая выставка, показала, что свеча Яблочкова и его система освещения начали терять своё значение. Хотя изобретения Яблочкова получили высокую оценку и были признаны постановлением Международного жюри вне конкурса, сама выставка явилась триумфом лампы накаливания, которую Т. Эдисон довёл до практического совершенства ещё к 1879 году. Она могла гореть 800-1000 часов без замены, её можно было много раз зажигать, гасить и снова зажигать. К тому же она была и экономичнее свечи. Всё это оказало сильное влияние на дальнейшую работу Павла Николаевича. Начиная с 1882 года он целиком переключился на создание мощного и экономичного химического источника тока.
Свеча Яблочкова в России
В 1878 году Яблочков решил вернуться в Россию, чтобы заняться проблемой распространения электрического освещения. На родине он был восторженно встречен как изобретатель-новатор. Вскоре после приезда изобретателя в Санкт-Петербург была учреждена акционерная компания «Товарищество электрического освещения и изготовления электрических машин и аппаратов П. Н. Яблочков-изобретатель и К°», в числе акционеров которой были промышленники, финансисты, военные - поклонники электрического освещения свечами Яблочкова. Содействие изобретателю оказывали генерал-адмирал Константин Николаевич, композитор Н. Г. Рубинштейн и другие известные лица. Компания открыла свой электротехнический завод на Обводном канале.
Первая проба электрического освещения по системе Яблочкова была проведена в России 11 октября 1878 года. В этот день были освещены казармы Кронштадтского учебного экипажа и площадь у дома, занимаемого командиром Кронштадтского морского порта. Спустя две недели, 4 декабря 1878 года, свечи Яблочкова - 8 шаров, впервые осветили Большой театр в Санкт-Петербурге. Газета «Новое время» в номере от 6 декабря писала:
Весной 1879 года товарищество «Яблочков-изобретатель и К°» соорудило ряд установок электрического освещения. Большинство работ по установке электрических свечей, разработке технических планов и проектов проводилось под руководством Павла Николаевича. Свечи Яблочкова, изготовляемые парижским, а затем петербургским заводом общества, зажглись в Москве и Подмосковье, Ораниенбауме, Киеве, Нижнем Новгороде, Гельсингфорсе (Хельсинки), Одессе, Харькове, Николаеве, Брянске, Архангельске, Полтаве, Красноводске, Саратове и других городах России.
С наибольшим интересом изобретение П. Н. Яблочкова было встречено в учреждениях военно-морского флота. К середине 1880 года в России было установлено около 500 фонарей со свечами Яблочкова. Из них больше половины было установлено на военных судах и на заводах военного и военно-морского ведомств. Например, на Кронштадтском пароходном заводе было установлено 112 фонарей, на царской яхте «Ливадия» - 48 фонарей, на других судах флота - 60 фонарей, при этом установки для освещения улиц, площадей, вокзалов и садов имели каждая не более 10-15 фонарей.
Однако электрическое освещение в России такого широкого распространения, как за границей, не получило. Причин для этого было много: русско-турецкая война, отвлекавшая много средств и внимания, техническая отсталость России, инертность, а подчас и предвзятость городских властей. Не удалось создать и сильную компанию с привлечением крупного капитала, недостаток средств ощущался всё время. Немаловажную роль сыграла и неопытность в финансово-коммерческих делах самого главы предприятия. Павел Николаевич часто отлучался по делам в Париж, а в правлении, как писал В. Н. Чиколев в «Воспоминаниях старого электрика», «…недобросовестные администраторы нового товарищества стали швырять деньги десятками и сотнями тысяч, благо они давались легко!» .
Конструктивные особенности
Подсвечники для свечи Яблочкова с пружинным зажимом
Лампа для свечи Яблочкова (Париж)
Устройство свечи Яблочкова
Первая модель свечи Яблочкова, которая демонстрировалась на выставке в Лондоне, состояла из двух параллельно расположенных углей; для того, чтобы дуга горела только на конце углей, один их углей окружался лёгкоплавкой фарфоровой трубкой или трубкой из белого стекла, как это делалось для имитации свечей в газовом освещении. При обгорании углей эта трубка постепенно расплавлялась. В связи с тем, что угли при питании их постоянным током сгорали неодинаково, положительный уголь делался толще отрицательного. Более толстый положительный электрод электрических свечей давал довольно заметную тень. Дальнейшие исследования показали, что равномерное сгорание углей одинакового сечения возможно только при использовании переменного тока для питания свечи.
Свеча устанавливалась в специальный подсвечник, состоявший из двух медных деталей, изолированных одна от другой и смонтированных на подставке из шифера или какого-либо другого материала. Медные детали представляли собой пружинный зажим, в который вставлялись оба угля для создания хорошего контакта. К этому зажиму подходили два провода от источника тока.
Само название свечи было дано этому источнику света вследствие того, что внешне свечу напоминала фарфоровая оболочка угля и пламя находилось не между электродами, а на конце белого стержня, как это было, например, у стеариновой свечи.
К февралю 1877 года Яблочков несколько усовершенствовал свечу. Он отказался от трубки из фарфора. Свеча теперь состояла из двух угольных блоков 120 мм длиной и 4 мм в диаметре, разделённых изоляционным материалом - каолином. Расстояние между углями составляло 3 мм. На верхнем крае углей устанавливался замыкатель («коломбина») в виде обугленной пластинки, прикреплённой посредством бумажной полоски . При подключении свечи к источнику переменного тока , предохранительная перемычка на конце сгорала, поджигая дугу. Свеча горела ¾ часа; по истечении этого времени приходилось вставлять в фонарь новую свечу. Сила света свечей составляла 20-25 карселей, то есть 192-240 кандела. Эти свечи использовались для освещения магазина Лувр.
На основе опыта по освещению магазина Лувр Яблочкову удалось внести в конструкцию свечи существенные изменения: каолин был заменён гипсом, благодаря чему возрос световой поток; длина угольных блоков доведена до 275 мм, из которых 225 мм было полезной; благодаря улучшению материала, из которого делались свечи, срок их службы был удвоен и доведён до полутора часов. Нижние края углей позднее стали металлизировать (то есть покрывать красной медью), для того, чтобы получить более хороший контакт при вставлении свечи в пружинный держатель. Эта конструкция свечи была рассчитана на массовое распространение.
Свечи закрывались глазурированными шарами из стекла. Диаметр шара обычно был равен 400 мм, вверху его делалось отверстие. Фонари были высотой до 700 мм, в их цоколе имелись дверцы для вентиляции.
Для увеличения времени освещения была разработана конструкция фонаря на 4 свечи, в котором помещалось крестообразно четыре держателя на общей подставке. Через определённый промежуток времени ламповщики обходили фонари и переводили ток особыми коммутаторами со сгоревшей свечи на новую. Впоследствии были придуманы так называемые автоматические подсвечники. Один из них представлял собой конструкцию из нескольких свечей, в каждую из которых упирался металлический стержень. Этот стержень поддерживал рычажок, на котором находился контакт. Когда свеча догорала до определённого уровня, упор уничтожался, контакт падал и ток переходил на другую свечу. Другое устройство было сделано иначе: в середину подсвечника помещался стержень, от которого натягивалась тонкая шёлковая нить; когда свеча догорала, нить загоралась, поддерживаемый ей рычажок падал и переносил ток на другую свечу. Кроме того, для перевода тока под подсвечником устраивался ртутный коммутатор; он состоял из коробки с несколькими отверстиям, в которую была налита ртуть. На оси помещался металлический круг и несколько стержней; в отделение с ртутью входил только один стержень. При таком устройстве, когда свеча горела, рычажок был притянут, а стержень находился в ртути; как только свеча догорала или случайно потухала, рычажок падал, стержень выходил из отделения с ртутью, а новый входил в другое отделение и ток передавался на следующую свечу.
Прочие усовершенствования
Павел Яблочков постоянно вносил усовершенствования в конструкцию лампы. Помимо основного французского патента № 112024 он получил к нему ещё шесть привилегий.
Первая дополнительная привилегия, датированная 16 сентября 1876 года, закрепила за Яблочковым приоритет в замене каолина другими силикатообразными веществами с присадками солей металлов для окраски пламени. Характер изоляционного материала, который помещался в свече между электродами имел большое значение. Остановившись сначала на каолине, Павел Николаевич продолжал изыскивать другие подходящие материалы. Кроме того Яблочков начал использовать эту изоляционную прослойку, для того чтобы окрашивать пламя дуги в разные цвета. Одновременно Яблочков запатентовал изготовление свечей нескольких калибров по силе света. В результате длительной работы ему удалось добиться однородности качества углей и выпускать их в довольно большом ассортименте силой света от 8 до 600 карселей, то есть от 77 до 5766 кандел.
Во второй своей дополнительной привилегии от 2 октября 1876 года Яблочков предусмотрел применение в качестве изолирующей прослойки таких смесей, которые под влиянием нагрева могут превращаться в некоторое небольшое количество полужидкой текучей массы и образовывать дугу в том месте между электродами, где эта капля будет касаться электродов; дуга при этом может перемещаться при движении полужидкой капли. Такие вещества способны увеличивать длину дуги при том же напряжении тока, что было использовано Яблочковым для изготовления свечей на разные силы света.
Третье дополнение к основному французскому патенту № 112024, взятое 23 октября 1876 года, предусматривало, что изоляционная масса делается не из твёрдых кусков, а из порошка, причём угли окружаются оболочкой, наружная часть которой делается из асбестового картона. Угли вокруг оболочки окружены порошком, оболочки углей друг от друга также отделяются порошком.
По четвёртому дополнению от 21 ноября 1876 года угли заменяются трубками, содержащими ту же массу, которая применяется для изоляции. В шестом, последнем, дополнении к патенту № 112024 от 11 марта 1879 года Яблочков снова вернулся к массе, которая должна обеспечивать новое зажигание после потухания свечи. Для осуществления этого масса должна быть достаточно проводящей для возобновления зажигания. Это было достигнуто прибавлением к массе до 10 % цинкового порошка; саму же массу Павел Николаевич сделал из смеси гипса с сернокислым барием.
Патенты
Помимо французского патента № 112024, патенты на электрическую свечу П. Н. Яблочков получил и в других странах:
- в Англии - на «усовершенствование электрического света», выданный 9 марта 1877 года за № 3552 в качестве предварительной спецификации, и на «усовершенствование в электрических лампах и в устройствах для разделения и распределения электрического света, к ним относящихся», выданный 20 июля 1877 года за № 494.
- в Германии - на электрическую лампу, выданный 14 августа 1877 года за № 663.
- в России - на «электрическую лампу и способ распределения в оной электрического тока», выданный 6 (12) апреля 1878 года.
- в США - на электрическую лампу, выданный 15 ноября 1881 года.
Недостатки свечи Яблочкова
Недостатки, присущие свечам Яблочкова, можно классифицировать следующим образом:
- Короткий срок службы свечи; здесь Яблочков достиг возможного технического предела - полтора часа. Увеличивать длину углей было далее невозможно, так как это приводило бы к большему увеличению диаметра колпаков.
- Потухание одной лампы связано с потуханием всех последовательно включенных свечей.
- Потухшую свечу вновь зажечь было невозможно. Практического разрешения этого вопроса не было найдено.
- Для переключения перегоревших ламп требовалось участие обслуживающего персонала. Этот недостаток также практически не был устранён.
Примечания
Литература
- Капцов Н. А. Павел Николаевич Яблочков, 1847-1894: Его жизнь и деятельность. - М.: Гостехиздат, 1957. - 96 с. - (Люди русской науки).
- Капцов Н. А. Яблочков - слава и гордость русской электротехники (1847-1894). - М: Военное изд-во Министерства вооружённых сил СССР, 1948.
- П. Н. Яблочков. К 50-летию со дня смерти (1894-1944) / Под ред. проф. Л. Д. Белькинда. - М., Л.: Государственное энергетическое изд-во, 1944. - С. 23-31
- Павел Николаевич Яблочков. Труды. Документы. Материалы / отв. ред. чл.-корр. АН СССР М. А. Шателен, сост. проф. Л. Д. Белькинд. - М.: Изд-во Академии наук СССР, 1954. - С. 67