8. Творец электрической лампы накаливания

Русские новаторы техники внесли свой великий вклад в создание самого важного из всех известных способов освещения. Роль русских деятелей в истории электрического освещения столь велика, что в семидесятые годы XIX в. появились за рубежом особые названия.

"Русский свет" - "La lumiere russe", "Северный свет" - "La lumiere du Nord", - так французы назвали электрическое освещение, когда были созданы первые его источники, получившие практическое применение. Название это справедливо: французы, впервые за рубежами нашей страны использовавшие практически пригодные приборы для электрического освещения, получили эти приборы из русских рук. Это были "электрические свечи" Павла Николаевича Яблочкова, изобретенные русским новатором и примененные во Франции, а затем и в других странах.

Рис. 132. Чертеж из книги Б. С. Якоби 'Гальванопластика', изданной в Петербурге в 1840 году

"Русский свет" был создан после длительного труда, основанного на критическом учете всех предшествующих исканий представителей разных народов.

У истока этого пути, как указывалось, первое место принадлежит В. В. Петрову, еще в 1802 г. установившему, что при помощи электрической дуги "темный покой довольно ясно освещен быть может".

Последующие искания велись по разным направлениям. Часть изобретателей стремилась решить задачу, пытаясь применить для освещения непосредственно пламя электрической дуги. Параллельно с этим велись поиски в ином направлении: накаливание различных тел при помощи электрического тока. Немало труда было положено новаторами, стремившимися использовать свечение за счет действия электричества на разреженные газы. Поиски удовлетворяющего практическим потребностям решения, производившиеся во всех направлениях, носили международный характер.

Накаливание тонкой металлической проволоки электрическим током наблюдалось еще в начале XIX в. Петровым в России, а затем за рубежом - Тенаром, Дэви. В дальнейшем многие исследователи пытались использовать это явление для создания электроосветительных приборов.

В 1838 г. Жобар в Брюсселе пытался добиться успеха, применяя накаливание электрическим током угольных стерженьков в безвоздушном пространстве. В 1840 г. один из изобретателей гальванических элементов Грове устроил электрическую лампу, в которой электрический ток накаливал платиновую спираль. В 1841 г. де-Молейн получил патент на электрическую лампу с комбинированным накаливанием в ней платиновой проволоки и угольного или графитового тонкого порошка. В дальнейшем пытались создать электрические лампочки накаливания: англичанин Кинг и американец Старр - 1845 г.; Гебель - 1846 г.; Стэйт -1848 г.; Петри - 1849 г.; Роберте - 1852 г.; де-Шанжи - 1858 г.; Адамс - 1865-1869 гг. и очень многие другие. Все эти труды не выходили за пределы лабораторных опытов, пока русский изобретатель А. Н. Лодыгин не создал свою лампу накаливания. Также не удавалось добиться должного успеха в применении для освещения электрической дуги, пока П. Н. Яблочков не создал свою электрическую свечу.

Со времен Петрова и Дэви множество исследователей и изобретателей разных стран пыталось создать дуговые лампы, пригодные для практического применения. Основным недостатком, который препятствовал успеху, было сгорание углей и вызванное этим увеличение расстояния между углями, что приводило к угасанию дуги. Очень долго пытались помочь делу, регулируя расстояние между углями от руки. В сороковых годах XIX в. появились первые самодействующие регуляторы: Томас Райт - 1845 г., Стэйт - 1846 г. В 1848 г. широкую известность получили опыты Фуко, создавшего оригинальный регулятор, действовавший при помощи электромагнита и часового механизма. Регулятор Фуко впервые применили для освещения сцены при постановке оперы "Пророк" в Париже. Однако фонарь Фуко оказался мало надежным и пригодным только для иллюминаций. Так же не спасли положения дуговые регуляторы: Бинкса - 1853 г., Серрена - 1857 г. и другие. Новаторы разных стран, однако, продолжали трудиться. Интересные опыты сделали при освещении французского маяка близ Гавра в 1863 г. Дуговые фонари применялись при постройке Суэцкого канала и при постройке одной из испанских железных дорог в 60-х годах XIX в. Все это было еще весьма несовершенным.

В числе многих причин, препятствовавших созданию практически применимого электрического освещения, было отсутствие уменья "делить" свет, то есть распределять электрическую энергию из одного источника между несколькими осветительными приборами. Из-за неуменья включить в одну цепь несколько ламп приходилось для каждого отдельного дугового фонаря применять отдельную установку, доставлявшую электрическую энергию.

Из года в год упорно работали ученые разных стран, пытаясь создать электрическое освещение. В этих исканиях все время принимали деятельное участие представители русской науки,

В 1845 г. русский новатор Борщевский изобрел оригинальную лампу накаливания. В качестве тела, подвергавшегося накалу электрическим током, он применил два конуса из особым образом подготовленного плавикового шпата. Борщевгкому отказали в привилегии лишь потому, что он применил как источник энергии гальванический элемент Грове.

В зиму 1849-1850 гг. в Петербурге была сделана попытка осветить площадь с прилегающим к ней началом Незского, Гороховой и Вознесенского проспекта, поместив дуговой фонарь на башне Главного адмиралтейства. В марте 1853 г. профессор физики Казанского университета Савельев осветил университетский двор дуговым фонарем, питавшимся током батареи, состоявшей из 36 элементов Грове и 108 элементов Даниэля. В 1856 г русский инженер А. И. Шпаковсккй применил дуговые лампы с оригинальными регуляторами для освещения Лефортовского дворца во время коронационных торжеств в Москве. Все это были, так же как и за рубежом, только опыты, еще далекие от возможности ввести электрическое освещение в жизнь.

Особый интерес представляет труд Константина Павловича Поленова, работавшего на Нижне-Тагильских заводах с 1859 по 1902 г. Выдающийся инженер, он внес много нового на Нижне-Тагильских заводах, построил в Нижней Салде один из первых в России бессемеровских цехов, разработал новые способы производства отличных рельс. В свободное время он занимался различными опытами, изобрел особый музыкальный инструмент - "мелодром", приводимый в действие электрическим током. Однако наиболее интересно следующее сообщение его биографа:

"Изобретательность К П. Поленова не ограничилась заводской сферой. Он много работал над практическим применением электричества. Задолго до Яблочкова он придумал электрическое освещение, и на Салдинской конторе еще в семидесятых годах по вечерам зажигался электрический фонарь, когда их не было ни в одном из европейских городов... Свое электрическое освещение Константин Павлович применил для волшебного фонаря и получил благодаря этому возможность пользоваться непрозрачными картинами совершенно одинаково с прозрачными".

В качестве источника электрической энергии для созданных им осветительного фонаря, волшебного фонаря, эпидиоскопа и мелодрома Поленоз применял гальваническую батарею. Не исключена возможность, что еще найдутся документы с описанием его изобретений, в том числе его электрического фонаря, устройство которого неизвестно. Также возможно, что еще найдутся материалы и о других трудах русских новаторов, стремившихся издавна создать электрическое освещение. Несомненно все же, что основные документы по данному вопросу уже известны это - документы о деятельности выдающихся русских электриков А. Н. Лодыгина и П. Н Яблочкова.

Александр Николаевич Лодыгин родился 6 октября 1847 г. в Тамбовской губернии. Получив образование в Воронежском кадетском корпусе и в Московском военном училище, он недолго пробыл офицером, вышел в отставку н предался изобретательству, заполнившему всю его жизнь вплоть до самой смерти в марте 1923 г. в США.

Имя Лодыгина стало известно в Западной Европе еще в 1870 г., когда он ездил вс Францию во время ее борьбы с пруссаками. Как одно из средств обороны здесь был принят к постройке изобретенный молодым Лодыгиным геликоптер с электрическим двигателем. Сооружение геликоптера, однако, не было закончено до разгрома Франции. Возвратившись в Россию, Лодыгин приступил к созданию электрической лампы накаливания. Он блестяще решил задачу.

В 1873 г. состоялись первые публичные демонстрации первых в мире электрических лампочек накаливания, пригодных для практического применения. Вспоминая о днях этих демонстраций, присутствовавший на них Н. В. Попов справедливо сказал, отмечая в печати полувековой юбилей создания нового источника электрического освещения в России:

"Лодыгин - первый сделал лампу накаливания орудием техники. Лодыгин - первый вынес лампу накаливания из физического кабинета на улицу".)

Первые лампы накаливания Лодыгина имел форму стеклянного шарового сосуда, в котором на двух медных стержнях был укреплен стерженек из ретортного угля. Ток подавался по проводам, проходившим через оправу, прикрывавшую отверстие шарового сосуда. Следовательно, по своему внешнему виду эти лампы были подобны современным многоваттным шаровым лампам. Простые и удобные, они были много совершеннее конструкций, созданных в дальнейшем, когда изобретатели, продолжавшие дело Лодыгина, отступили от первоначальных разумных форм.

Рис. 133. Электрическая лампа накаливания, изобретенная А. Н. Лодыгиным в 1873 году

В 1873 г. в Петербурге на Песках Лодыгин произвел первый опыт освещения улиц при помощи электрической лампы накаливания. Н. В. Попов, видевший это первое уличное электрическое освещение, впоследствии писал:

"Мне стоило большого труда уговорить отца отправиться со мной на Пески. К счастью, на Преображенском плацу мы были не одни. Вместе с нами шло много народу с той же целью - увидеть электрический свет" Скоро из темноты мы попали в какую-то улицу с ярким освещением. В двух уличных фонарях керосиновые лампы были заменены лампами накаливания, изливавшими яркий белый свет.

Масса народа любовалась этим освещением, этим огнем с неба".

В том же году состоялись публичные демонстрации нового освещения в Технологическом институте. На одном из сохранившихся пригласительных билетов можем прочесть следующий текст:

"Билет для входа на опыты электрического освещения по способу А. Н. Лодыгина 7 августа в 9 часов вечера в Технологическом институте". Поставленная на билете печать показывала, что на опыты приглашает "Товарищество электрического освещения Лодыгин и К°".

В Технологическом институте демонстрировали электрические лампы накаливания как для обычного освещения, так и для специальных целей: сигнальный фонарь для железных дорог, уличный фонарь, подводный фонарь для гидравлических работ, фонари для каменноугольных шахт и для пороховых заводов.

Так, еще в 1873 г. русский новатор предложил электрические лампы накаливания для различных целей, показав самые широкие возможности использования нового освещения. В этой же связи чрезвычайно важно открытие Лодыгиным возможности "дробить свет": эта задача занимала в те годы всех изобретателей. Вот почему в программе опытов Лодыгин особо отметил: "Каждый фонарь может быть зажжен и norашен отдельно".

Рис. 134. Александр Николаевич Лодыгин (1847-1923)

Русское изобретение получило известность во всем мире. На изобретенные лампы Лодыгину выдали привилегии в Великобритании, Франции, Швеции, Бельгии, Испании, Португалии и в других странах вплоть до Индии.

С целью увеличить долговечность ламп, предприняли различные меры, несколько изменили их конструкцию. По предложению одного из постоянных сотрудников изобретателя В. Ф. Дидрихсона, начали выкачивать воздух из ламп. Однако, применяя простой ручной насос, не смогли обеспечить должное разрежение в лампе. Поиски увеличения долговечности лампы привели к использованию различных обугливаемых органических веществ - дерева, растительного волокна.

Зарубежные знатоки признавали, что лампы Лодыгина дают "хороший свет... очень постоянный и достаточно экономичный". В 1876 г. в Петербурге на Морской улице (ныне ул. Герцена) лампами Лодыгина был освещен магазин Флорана. За два месяца из четырех угольных стерженьков ламп перегорели здесь только два. Это было огромным успехом. Так же успеоип применили лампы Лодыгина для освещения подводных работ при установке кессонов для строившегося тогда Литейного моста через Неву.

Академия наук присудила в 1874 г. ломоносовскую премию в сумме одной тысячи рублей Лодыгину за открытие, "обещающее произвести переворот в важном вопросе об освещении". В связи с этим решением писали: "Г. Лодыгину первому пришла мысль заменить платиновую проволоку тонким прутиком графитообразного (плотного) угля, и этим самым он разрешил вопрос об электрическом освещении... Г. Лодыгин через свое открытие решил возможно простейшим образом важную задачу разделения электрического света и сообщения ему постоянства".

Русский изобретатель совершил огромное дело, применив электрическую лампу накаливания для работы даже в подводных глубинах. Теперь, казалось бы, для всех должно было стать очевидным, что Лодыгину необходимо предоставить должные средства, необходимое оборудование, достаточное число опытных помощников. Дело, однако, обернулось иначе. Лодыгина признавали, но ему не оказали должной помощи. Созданное Лодыгиным товарищество не располагало необходимыми средствами. У изобретателя не оказалось даже средств для того, чтобы внести деньги за американский патент, потерянный из-за грошей. В 1875 г. замечательный новатор вынужден был из-за куска хлеба поступить слесарем-инструментальщиком в Петербургский арсенал. Не была оказана должная поддержка и другим русским новаторам - Шереметьеву, Булыгину, Флоренсову, занимавшимся усовершенствованием электрической лампы, изобретенной Лодыгиным. В конечном счете он оказался вынужденным эмигрировать во Францию, а затем в США.

В связи с таким положением, обычным для многих новаторов царской России, уместно вспомнить о том, в каких условиях работал Т. А. Эдисон, по свидетельству его биографа Дм. Брайана сделавший всего лишь в октябре 1879 г. - то есть через шесть лет после Лодыгина - первый опыт с электрической лампой накаливания, явившийся "залогом дальнейшего успеха". Тогда была создана фирма "Эдисоновское общество электрического освещеьия" с капиталом в 300 000 долларов. В деле Эдисона приняли участие такие финансовые владыки США, как Джон Пирпонт Морган и другие. Эдисон располагал возможностью получать любые машины и посылать людей за материалами во все концы земного шара. Достаточно упомянуть о том, что у Эдисона был не ручной насос для выкачивания воздуха из ламп, а нечто получше: с 1 октября 1879 г. у него был ртутный насос, с помощью котореге можно было довести давление до одной миллионной части атмосферы. Эдисоновские агенты, в поисках подходящих растений для угольных нитей лампы, побывали в Бразилии, Уругвае, Парагвае, на Кубе, в Аргентине, в Японии, Колумбии, Эквадоре. И тем не менее только через семь лет после Лодыгина американский изобретатель создал лампу накаливания и поставил ее производство.

Первенство русского изобретателя еще тогда было признано мировой печатью. Когда американские предприниматели, рекламируя свои изделия, стали утверждать, чго электрическая лампа накаливания - американское изобретение, им дал отпор ведущий мировой электротехнический журнал того времени "La lumiere electrique". Отвечая с негодованием на попытки приписать все дело американским изобретателям, названный журнал опубликовал в 1881 г. гневные слога:

"А Лодыгин? А его лампы? Почему уже не сказать, что и солнечный свет изобретен в Америке?"

Законность гнева французских ученых и инженеров подтверждается рассмотренным далее творчеством П. Н. Яблочкова и трудами А. Н. Лодыгина, выполненными после создания его первых ламп накаливания.

Во время пребывания в США Лодыгин построил в 1888 г. большой завод электрических ламп накаливания для фирмы "Вестингауз". На этом заводе он работал главным инженером до 1894 г. Следовательно, он не только изобрел, но и поставил производство своего изобретения.

Впрочем, он сделал и неизмеримо большее дело, о масштабе которого можно судить по тому, что теперь применяются, как правило, лампы накаливания с металлической, а не с угольной нитью, которую сперва ввел Лодыгин, а через семь лет после него Эдисон. Лодыгин опередил Эдисона и в другом отношении. Это удостоверено государственными организациями США.

В 1890 г. А. Н. Лодыгин получил в США патент на электрические лампы накаливания с металлической нитью. В законодательном порядке, и притом именно в США, за русским изобретателем Александром Николаевичем Лодыгиным закрепили первенство в изобретении ламп накаливания с металлической нитью из вольфрама, молибдена, осмия, иридия, палладия. Русский новатор не только дал прототип современной лампы, но и создал современную лампу накаливания с металлической нитью. Лампы Лодыгина с металлической нитью были продемонстрированы на Всемирной выставке в Париже в 1900 г.

В 1906 г. патент Лодыгина на лампы с вольфрамовой нитью приобрела у него известная американская компания "General Electric Company". Изобретение русского новатора послужило основанием для создания производства ламп с металлической нитью в США (А. Н. Лодыгин сделал множество других изобретений В числе прочих ему принадлежат патенты на печи: для выплавки металлов из руд для плавки металлов, для плавки мелинита, для нагрева бандажей и насаживания их на колеса, для закалки и отжига орудийных колец, для добывания фосфора и амоофной серы. Он мною, тюработал для развития произво ства аккумуляторов, кабелей, вагонов из прессованной стали и т. д. В 1906 г. он построил и пустил в ход большой завод для производства феррохрома, ферровольфрама, феррокремния).

После трагического исхода русско-японской войны, проигранной царским правительством, А. Н. Лодыгин решил возвратиться в Россию и применить на пользу родине свой талант, опыт, знания. Однако замечательный новатор и строитель крупнейших американских заводов смог здесь получить только должность заведующего подстанцией петербургского трамвая. Он недолго пробыл в родной стране, где применение электричества было отдано царским правительством на откуп иностранным фирмам. А. Н. Лодыгин оказался вынужденным уехать обратно в США, на этот раз навсегда.