Яблочков Павел Николаевич

We use cookies. Read the Privacy and Cookie Policy

Яблочков Павел Николаевич

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

ПАВЕЛ НИКОЛАЕВИЧ ЯБЛОЧКОВ

(1847–1894)

Оба крупнейших физика своего времени — и проф. В. В. Петров, открывший вольтову дугу в Петербурге в 1802 г., и Гемфри Дэви, демонстрировавший ее десять лет спустя в 1813 г. в Лондоне, — были прежде всего поражены яркостью светового явления, сопровождающего дугу, и оба указали на возможность применения ее для освещения. Между угольными электродами дуги, писал Петров, появляется «свет или пламя, от которого темный покой освещен быть может». Дэви также указывает на возможность применения вольтовой дуги для получения мощных источников света, нужных, например, для маяков и т. п. Однако, потребовалось несколько десятков лет для того, чтобы вольтова дуга получила действительно практическое применение в качестве источника света. Причин к этому было, конечно, много, но главными были две: отсутствие достаточно простого, надежного и экономичного источника тока и отсутствие удобной и простой «дуговой электрической лампы».

Не только вольтов столб, которым пользовались и Петров и Дэви, но и непрерывно совершенствовавшиеся гальванические элементы не могли служить удобным, надежным и экономическим источником тока. Сложность ухода, малый коэффициент полезного действия, громоздкость сколько-нибудь мощных батарей, а главное, высокая стоимость расходовавшегося в батареях цинка, делали широкое применение этого рода источников тока неприемлемым.

Однако, потребность в ярких мощных источниках света была так велика, что в отдельных случаях мирились со всеми недостатками громоздких гальванических батарей и применяли их для питания тех дуговых ламп — «регуляторов», как их называли, которые специально для этих целей и изобретались. Уже в 1846 г. таким «солнцем», помещенным на башне Адмиралтейства в Петербурге, пытались осветили три уличные магистрали, идущие от Адмиралтейства. — Невский и Вознесенский проспекты и частью Гороховую улицу.

В 1856 г. в Москве, во время торжеств по случаю коронования императора Александра II, во время иллюминации горели «электрические солнца». Эти «солнца» были устроены русским изобретателем Шпаковским, придумавшим специальную конструкцию электрических дуговых ламп, которые питались от большой батареи в 600 элементов Бунзена.

Приблизительно в то же время Фуко и Физо применили регулятор Фуко, питаемый от батареи в 48 элементов Бунзена, для своих исследований над светом, определили, что дуга в 7 мм длины дает 572 свечи, и пришли к заключению, что яркость солнца относится к яркости дуги, как 3:1.

Значительно позже электрическое освещение дуговыми регуляторами, питаемыми тоже от батареи бунзеновских элементов, было устроено в Париже.

Были, конечно, и другие случаи освещения электрическими дуговыми лампами, питаемыми от гальванических батарей, но все это были единичные случаи. Для широкого практического применения электрического освещения нужны были другие, более совершенные источники тока, и они, конечно, явились.

Открытие в 1831 г. Фарадеем явления электромагнитной индукции, позволявшего простейшим путем, вращая систему проводников в магнитном поле, превращать любой вид механической энергии в электрическую, дало новый путь для изобретения источников тока, приведший постепенно к изобретению тех электрических генераторов (магнитоэлектрических машин, динамоэлектрических машин, альтернаторов), которыми электротехника пользуется и теперь.

История развития этих генераторов интересна и поучительна [12]. Изобретателям и конструкторам пришлось преодолеть множество всякого рода затруднений при разработке и конструировании машин Мешало разработке машин и то, что, особенно в период изобретения первых машин, учение об электрических и об электромагнитных явлениях было еще очень мало развито. Во многих случаях изобретателям приходилось решать вопросы чисто интуитивно, основываясь на каких-либо своих априорных соображениях. Это часто приводило к ошибочным решениям, к конструкциям столь нерациональным, что теперь нам трудно даже понять, в результате каких соображений могли являться эти конструкции.

Но плохие или хорошие, все же новые типы генераторов электрического тока появились. Одно из главных достоинств новых генераторов было то, что при их помощи можно было простейшим способом превращать механическую энергию, хотя бы обычной паровой машины, в энергию электрического тока. Естественно, что сейчас же после появления этих генераторов начались попытки применить их для питания известных уже дуговых электрических ламп. Первыми были применены магнитоэлектрические машины. В качестве ламп применялись существовавшие уже типы дуговых электрических «регуляторов», главным образом, Фуко и Серрена.

Одной из первых установок электрического освещения от магнитоэлектрической машины была установка в Париже на набережной р. Сены. Работала машина «Аллианс», вращаемая паровым двигателем. В качестве источника света служил регулятор Серрена, дававший свет в 2000 свечей. Стоимость расходуемого под котлом кокса была 18 сантимов в час. Для доказательства экономичности работы ламп на токе, получаемом от электрической машины, было произведено сравнение стоимости получения 350 свечей от разных источников тока и разных источников света. При сравнении были получены следующие результаты:

Электрический регулятор, питаемый от машины „Аллианс" …………………. 0,63 франка/час

Газовая лампа, при цене газа 15 сан тимов за куб. метр………………………… 0,8

То же при обычной продажной цене газа…………………………………………………………………… 1,6 „

Электрический регулятор от галь ванической батареи…………………….. 3,0

Карсельская лампа* на сурепном масле……………………………………………. 3,03

* Лампы с искусственным дутьем, в которых горело растительное масло, очень распространенные во Франции, давали силу света около 10 свечей.

Таким образом, даже при пользовании весьма несовершенными машинами и лампами электрический свет оказался дешевым. В дальнейшем электрические машины непрерывно совершенствовались. Тяжелые и громоздкие постоянные магниты были заменены электромагнитами, был открыт принцип самовозбуждения машин. Был изобретен коллектор, позволявший получать от машин не только переменный, как было раньше, но и постоянный ток. Было сделано в машинах еще много других усовершенствований, улучшавших работу машин и повышавших их коэффициент полезного действия. Несмотря на это, электрическое освещение все же не развивалось.

Причиной стало уже не плохое качество генераторов тока, а несовершенство имевшихся дуговых ламп, по своей сложности, дороговизне и ненадежности мало стимулировавших широкое применение электрического света. Ясно, что при таких лампах вопрос о применении дуговых ламп для потребностей обычного освещения не мог быть решен. Решил его впервые Павел Николаевич Яблочков изобретением своей «электрической свечи».

Изобретение этой свечи дало толчок не только к быстрому развитию электрического освещения, но и к появлению целого ряда других изобретений, сделанных или самим Яблочковым, или другими изобретателями, изобретений, получивших в дальнейшем громадное значение в деле развития электротехники вообще.

П. Н. Яблочков происходил из помещичьей среды средней руки. Повидимому, члены его семьи имели некоторое образование и даже проявляли некоторый интерес к литературе. Имеются сведения, что бабка Павла Николаевича устраивала у себя в деревне спектакли и даже писала для них пьесы, которые и разыгрывались крепостными актерами. Эта бабушка Павла Николаевича была рожденная Бегичева, сестра двух Бегичевых: С. Н. Бегичева, известного друга Грибоедова, и Д. Н. Бегичева, автора популярного в свое время романа «Семейство Холмских». Семья была близка с поэтом-партизаном Денисом Давыдовым и с некоторыми декабристами, которые бывали у Яблочковых в имении. Все Яблочковы были, повидимому, инициативными и настойчивыми людьми. Дед Павла Николаевича, получив от отца небольшое имение и 150 душ крепостных в Ефремовском уезде Тульской губернии, развил широкую деятельность сначала по покупке, улучшению и перепродаже земельных угодий. Приобретя довольно большое состояние, он занялся самым прибыльным в то время, но и рискованным делом — откупами, взяв на откуп целую губернию. Он сам проектировал и строил водяные мельницы, винокуренные заводы и даже паровые котлы собственной конструкции. Правда, первый построенный им котёл взорвался, но это не испугало смелого строителя и он добился постройки хороших котлов. На этом откупном деле дед П. Н. Яблочкова разорился и умер в бедности.

После смерти старика дети его остались без всяких средств и не могли даже окончить своего образования. Полученное отцом Яблочкова по наследству от дядюшки имение в Саратовской губернии, в Сердобском уезде, несколько поправило положение семьи. В этом имении и родился 14 сентября 1847 г. будущий знаменитый изобретатель. Начальную учебную подготовку Павел Николаевич получил дома. Затем был помещен отцом во второй класс Саратовской гимназии. Но в гимназии молодой Яблочков оставался недолго; уже в 1862 г., т. е. пятнадцати лет, он оставил гимназию, выйдя из 5-го класса. Затем он был помещен в частный подготовительный пансион в Петербурге. Пансион содержал военный инженер Цезарь Антонович Кюи, впоследствии известный композитор, участник знаменитой «могучей кучки», к которой принадлежали наши крупнейшие композиторы: Мусоргский, Балакирев, Бородин и др. Ц. А. Кюи был одновременно профессором фортификации в Военно-инженерной академии. Из его пансиона Павел Николаевич поступил в 1863 г. в Военно-инженерное училище. «В службу вступил кондуктором в Кондукторскую роту Николаевского Инженерного училища Сентября 30 1867 г.», записано в «Полном послужном списке» Павла Николаевича Яблочкова.

Дальнейшая военная служба Павла Николаевича шла так:

В 1866 г. он окончил Инженерное училище и был выпущен в 5-й (Киевский) саперный батальон с чином подпоручика. В 1867 г., по своему желанию, уволен от службы. В 1869 г. вновь принят на военную службу в тот же 5-й саперный батальон с откомандированием в Техническое гальваническое заведение в Петербурге. По окончании курса в названном заведении возвращен в сентябре 1869 г. в свой саперный батальон в Киев, где оставался до 1871 г… когда был произведен в чин поручика и в 1872 г. уволен вовсе от службы. В Киеве Яблочков женился на молодой учительнице Любови Ильинишне Никитиной. Так кончилась военная карьера Павла Николаевича. Вся остальная его жизнь была посвящена изобретательской деятельности. Военно-инженерное училище, в котором получил образование Павел Николаевич, представляло нечто промежуточное между средним и высшим учебным заведением, принимались в него только лица с законченным средним образованием, но окончившие Инженерное училище прав окончивших высшую школу не получали. Они выпускались саперными офицерами и, чтобы получить звание военного инженера, должны были проучиться еще 3 года в Военно-инженерной академии. В Инженерную академию Яблочков не поступил и формально на всю жизнь оставался саперным поручиком в отставке. Образование, полученное Яблочковым в Военно-инженерном училище, было, конечно, не очень широкое, но все же математические дисциплины проходились в училище хорошо. Еще были свежи предания о времени, когда в числе преподавателей училища были такие лица, как знаменитый математик академик Остроградский, и еще были налицо такие преподаватели, как проф. Николай Павлович Петров, прославившийся, своими работами над явлениями трения, проф. И. А. Вышнеградский, читавший механику и термодинамику, и др. В Техническом гальваническом заведении Яблочков мог познакомиться, главным образом, с телеграфным и минным делом.

«Техническое гальваническое заведение» было оригинальным учреждением, частично офицерскими курсами по подготовке военных специалистов по минному и телеграфному делу, частично исследовательским институтом, частично, с состоявшей при заведении ротой солдат, воинской частью. В задачи заведения входило «специальное обучение гальванизму переходящего состава офицеров-курсантов, командировавшихся своими частями из лиц, имеющих основные сведения в физике и химии и вполне заслуживающих доверие начальства». Кроме выполнения этой задачи Гальваническое заведение должно было также заниматься «исследованием, развитием и усовершенствованием практических приложений гальванизма к инженерному искусству».

Это «Техническое Гальваническое заведение», вместе с Офицерским минным классом в Кронштадте, сыграло весьма большую роль в развитии электротехники в России. Это были единственные в то время в России рассадники сколько-нибудь сведущих в электротехнике специалистов. Гальваническое заведение позже, уже при военном министре Ванновском (впоследствии министр народного просвещения) было преобразовано в Офицерскую электротехническую школу, выпускавшую инженеров— военных электриков, а затем, уже при Советской власти, в Военно-электрическую академию. Впоследствии часть этой Академии была присоединена к Военно-инженерной академии, оставшаяся часть образовала Военно-электротехническую академию связи им. Буденного.

В организации Гальванического заведения принимал большое участие акад. Якоби, работавший тогда над электрическим взрыванием мин.

В Техническом гальваническом заведении Яблочков, конечно, мог пополнить свои сведения по физике и получить также некоторые сведения по электротехнике в тогдашнем ее состоянии, т. е. частично по минному делу, но, главным образом, по телеграфии. Поэтому нет ничего удивительного в том, что неудовлетворенный условиями военной службы, Павел Николаевич, выйдя окончательно в отставку, искал себе службу, связанную с телеграфным делом, т. е. там, где он мог бы применить свои знания. Эту службу он нашел на Московско-Курской железной дороге незадолго перед тем построенной, на которую он и поступил в качестве начальника службы телеграфа.

Начало 70-х годов XIX в., когда Яблочков переехал в Москву, было временем, когда только что начинали интересоваться практическими применениями электричества. Электротехника в том смысле слова, как его мы понимаем теперь, еще не существовала, но отдельные ее отрасли начинали развиваться. Так стали появляться усовершенствованные генераторы электрического тока (машины Сименса, Грамма и др.), развивались применения гальванопластики и электролиза, делались, правда отдельные, попытки применять и электрическое освещение. В связи с развившимся строительством железных дорог сильно расширялось применение электрических телеграфов и начинала применяться электрическая железнодорожная сигнализация.

«Век Его Величества Пара» был еще в полном расцвете, но приближение «Века Электричества» уже чувствовалось. Увлечение изобретательством в области электричества не могло не захватить молодого человека, работавшего в этой области, в особенности такого человека, каким был Яблочков, с его инициативностью и наследственной изобретательской жилкой. Еще мальчиком, в деревне он изобретал какие-то примитивные землемерные инструменты и устраивал на телегах приспособления, которые позволяли бы по числу оборотов колеса судить о пройденном телегой расстоянии. Судя по отрывочным сведениям, полученным от родных Павла Николаевича, некоторые из этих изобретений оказались достаточно практичными и применялись местными крестьянами. По своему характеру Яблочков, работая на железной дороге, не мог довольствоваться одним исполнением своих прямых служебных обязанностей. Он все время стремился пополнить свои знания и приложить свои силы для новых изобретений. Простое чтение книг его не удовлетворяло — он стремился войти в общение с другими работниками в интересовавшей его области и получить возможность работать экспериментально.

В то время в Москве был один центр, где встречались люди, интересовавшиеся наукой, в частности, химией, физикой и приложением этих наук к практическим целям. Это было «Императорское Общество любителей естествознания, антропологии и этнографии», состоявшее при Московском университете. Яблочков стал посещать заседания этого Общества и примкнул к образовавшемуся в Обществе кружку электротехников. В 1874 г. Яблочков был, по предложению Совета Общества, избран его действительным членом. Через 15 лет, в 1889 г., это звание было заменено новым: Общество избрало Павла Николаевича «в уважение заслуг по электротехнике» и за деятельное участие в трудах Общества своим почетным членом. Для техника, не бывшего ни академиком, ни доктором, ни профессором, в те времена такое избрание было исключительным событием. Но этот почет был еще впереди. Пока же, в 1872 г., Яблочков был лишь скромным посетителем Общества, где он встречался с университетскими физиками и химиками и где он, между прочим, встретился с другим крупным русским электротехником той же эпохи — Владимиром Николаевичем Чиколевым. Чиколев был немногим старше Яблочкова, года на два, но он был своим человеком в Москве, имевшим уже за собой несколько изобретений. Он, конечно, импонировал молодому начинающему электрику. Вся дальнейшая изобретательская жизнь Яблочкова прошла параллельно с жизнью Чиколева. Часто их мысли сходились, часто шли они по разным путям, но общая работа над вопросами электротехники связывала их всю жизнь. Вместе они основывали в Петербурге Электротехнический (VI) отдел Технического общества, вместе создавали первенца русских электротехнических журналов — журнал «Электричество», первым редактором которого и был В. Н. Чиколев. Чиколев в то время в Москве изобретал уже свои дуговые лампы с дифференциальным регулятором. Его сообщения вызвали и у Павла Николаевича интерес к вопросам электрического освещения и он сам стал ими заниматься. Одним из результатов этого увлечения электрическим освещением было предложение, сделанное Яблочковым администрации Курской железной дороги, применить в качестве головного фонаря на паровозе для освещения пути электрическую лампу. Предложение его получило осуществление, но, увы, всего только один раз. При поездке Александра II в Крым на паровозе, прицепленном в Москве, Яблочкову было разрешено установить электрический фонарь. Установлен был рефлектор с дуговой лампой системы Фуко (регулятор Фуко), лучшей лампой того времени. Но и эта лучшая лампа была очень ненадежна — требовала непрерывного наблюдения и регулировки. Яблочкову пришлось весь путь просидеть около фонаря на паровозе. Даже на остановках царского поезда Яблочков должен был оставаться около своего фонаря, так как при перемене паровоза надо было переносить фонарь и устраивать соединение лампы с вагоном, в котором помещалась питавшая лампу батарея бунзеновских элементов. С осветительной точки зрения полученные результаты были очень хороши, но с эксплоатационной они не могли, конечно, быть названы удачными.

Все же это был первый в мире, действительно реализованный, опыт применения электрического освещения на паровозе, к освещению пути на большом протяжении при сменных паровозах.

В дальнейшем такие применения повторялись, но это было уже при совершенно других условиях — уже существовали и усовершенстованные дуговые лампы и надежные динамоэлектрические машины, которые могли заменить громоздкую бунзеновскую батарею.

Павел Николаевич не долго оставался на железной дороге. Его изобретательские стремления не могли быть удовлетворены на этой службе и он сначала завел себе на свои средства небольшую лабораторию, а затем организовал в Москве мастерскую и магазин физических приборов. В мастерской Яблочков работал сначала с инж. Глуховым, затем с В. Н. Чиколевым, трудившимся над своей идеей применения принципа дифференциального действия двух катушек для устройства дуговой лампы. В этой мастерской были построены первые лампы Чиколева, являвшиеся видоизменением регуляторов Фуко и Серрена, к которым и был применен принцип дифференциального действия двух катушек.

Коммерческие дела Яблочкова пошли неуспешно. Уже тогда сказалась та «деловая» неспособность Павла Николаевича, которая ясно выявилась впоследствии. Это была та же неприспособленность, которая вызвала банкротство его деда и которая привела почти к разорению его отца, несмотря на то, что он владел достаточно крупным поместьем. Кредиторы осаждали Яблочкова. Повидимому, у него были кое-какие недоразумения с полицией, так как у него были связи с людьми, за которыми полиция следила. Были и семейные недоразумения. Чтобы покончить со всем этим, Яблочков решил расстаться с Россией и уехать в Америку.

В. Н. Чиколев в своих воспоминаниях пишет: «Яблочков уехал за границу вследствие настоятельных и совершенно определенных причин, очень хорошо известных мне и всем его знакомым». Сам Яблочков впоследствии, по возвращении в 1893 г. в Россию, говорил, что он «бежал за границу, чтобы не попасть в долговую яму» и что «жандармы, преследовавшие его до Одессы, где он сел на пароход, чтобы ехать через Францию в США, опоздали на 24 часа» и он успел благополучно скрыться из России.

Какие были у Яблочкова затруднения с русской полицией, трудно теперь установить, но одно известно, что когда в 1880 г. он, в зените своей славы, приезжал в Петербург, его вызывали в жандармское управление (III отделение Собственной Его Величества Канцелярии) и подвергли допросу. Какие-то затруднения были и со второй его женой Марией Николаевной Яблочковой, когда она приехала в 1893 г. в Россию к умирающему мужу. Быть может, одной из причин всех этих последующих недоразумений было общение Яблочкова и Марии Николаевны в Париже с русской эмиграцией.

Ликвидировав свою мастерскую и магазин и оставив жену и детей в деревне у родных, Павел Николаевич уехал, направляясь в Америку.

Соединенные Штаты считались тогда раем для изобретателей.

В Европу непрерывно доходили слухи о том или другом изобретателе, который, начав с чистки сапог на улице или продажи газет и спичек, становился в короткое время миллионером. В середине семидесятых годов стали уже доходить слухи и об Эдисоне, изобревшем новую систему телеграфирования, изобревшем фонограф и много других чудес. К тому же в 1875 г. в Филадельфии должна была открыться всемирная выставка, на которой изобретатели всех стран могли показать свои достижения. У Яблочкова к тому времени было уже одно изобретение, сделанное во время работы в его московской мастерской, на которое он возлагал большие надежды. Это был электромагнит с обмоткой, необычной формы, долженствовавшей придать электромагниту, по мнению Яблочкова, особую силу. С этим изобретением Яблочков и отправился в Америку. Но денег на поездку в США нехватило, и ему пришлось остаться в Париже, где он в октябре 1875 г. и начал работать.

Вот что пишет Мария Николаевна Яблочкова, вторая жена Павла Николаевича, верная сотрудница и спутница его до конца жизни: «Денег было мало — едва хватило доехать до Парижа, где он и застрял. В Париже он поселился в Латинском квартале и как всякий русский интеллигент той эпохи, стал посещать русскую библиотеку, где он познакомился с эмигрантами того времени Петром Лавровичем Лавровым и с Германом Александровичем Лопатиным, с которым он очень подружился. [13] Павел Николаевич не любил много говорить. Поэтому многие из окружающих называли его «не интересным», считали, что он «не умеет говорить». А между тем, редко можно было встретить более интересного человека, когда он хотел или когда встречал собеседника, с которым хотел поговорить. В Париже он поместился в Латинском квартале в студенческом пансионе Hotel de Midi на Rue Sommerard около музея Клюни. Нужно было видеть его комнату, в которой он жил и работал. Хозяин пансиона приходил в ужас, но вместе с тем интересовался тем, что фабрикует его жилец».

Париж в 70-х годах был одним из крупнейших центров, где велась работа по нарождавшейся новой отрасли техники — электротехнике. Ею занимались и ученые и изобретатели. Успехами электротехники интересовалась и Парижская академия наук. Существовало уже несколько заводов и более или менее крупных мастерских, где изготовлялись электрические машины и другие приборы. Среди них была известная мастерская Бреге. Это была старинная фирма, переходившая от отца к сыну, владельцы которой уже в трех поколениях совмещали свою промышленную деятельность с научной работой: работали в мастерских и одновременно были членами Парижской академии наук и Бюро долгот. Основным занятием фирмы Бреге было изготовление часов, приобревших мировую известность («Недремлющий Брегет» у Пушкина). Но постепенно мастерская стала изготовлять и разные физические приборы, а затем телеграфные и другие электрические аппараты и, наконец, динамомашины. Телеграфные аппараты фирмы Бреге пользовались в свое время большой известностью и, вероятно, Яблочков слышал об этой фирме и во время военной службы и во время службы на железкой дороге и, быть может, вследствие этого он по приезде в Париж и обратился с предложением своего электромагнита именно к этой фирме.

Тогдашнего владельца фирмы Луи Бреге его электромагнит не заинтересовал, но увидев из разговоров с Яблочковым, с кем он имеет дело, Бреге предложил Павлу Николаевичу поступить на работу в свою мастерскую. Для Яблочкова тип ученого — промышленника-конструктора, какой представлял Бреге, был очень близок, и Яблочков принял предложение и поступил к Бреге на службу с вознаграждением по 400 франков в месяц. Это дало возможность Павлу Николаевичу обосноваться в Париже. Работая у Бреге, Яблочков устроит одновременно у себя в номере маленькую лабораторию, в которую, к ужасу хозяина гостиницы, провел с помощью резиновой трубки от газового рожка в коридоре газ, и в ней продолжал спою изобретательскую работу. Он начал с того, что взял французский патент на свой электромагнит. Это был первый патент, полученный Павлом Николаевичем. Выдан он был французским правительством «лейтенанту русских инженерных войск Яблочкову на электромагнит системы Репмана, доктора медицины в Москве», за № 110479 от 29 ноября 1875 г. Почему электромагнит в патенте был назван электромагнитом системы Репмана в Москве, совершенно непонятно, так как по всем имеющимся сведениям он был придуман Яблочковым. Можно только догадываться, что доктор медицины Репман помогал, быть может, денежно опытам Яблочкова над электромагнитом. Вероятно, это был один из членов семьи Репман, один из которой Альберт Христианович Репман был еще в 1901 г., во время Второго всероссийского электротехнического съезда, директором отдела прикладной физики при Политехническом музее в Москве и демонстрировал в музее членам съезда ряд электрических приборов и поставленных им опытов. Другой член этой же семьи, Бюксенмейстер, был организатором первого русского электротехнического завода в Кинешме, изготовлявшего электротехнические угли (для дуговых ламп, элементов и т. п.) для всего Поволжья и, быть может, и для всей России и поставившего даже у себя на заводе производство электрических ламп накаливания. Весьма вероятно, что кто-нибудь из Репманов сотрудничал с Яблочковым. Отличительной особенностью электромагнита Яблочкова было то, что обмотка его была образована из плоской ленты, намотанной «на ребро», т. е. так, что плоскость ленты была перпендикулярна к сердечнику. Пункты патента, на которых особенно настаивал Яблочков, были именно ленточная форма проводников обмотки и перпендикулярное расположение плоскости лент по отношению к поверхности сердечника. Интересно заметить, что в описании электромагнита говорится, что ленты для обмотки могли быть медные или свинцовые, или из других металлов. Трудно теперь догадаться, в чем видел Яблочков достоинство своей обмотки и почему наряду с медью он поставил свинец, имел ли он в виду лучшее охлаждение или что другое, но при состоянии в его времена знаний в области электромагнетизма можно думать, что у него и были какие-нибудь основания. О том, как понимались тогда имевшиеся сведения по электромагнетизму и, особенно, по магнитным свойствам материалов, можно видеть хотя бы из того, что во втором своем патенте на электромагнит (французский патент № 111535 от 17 февраля 1876 г.) Яблочков, упоминая по-прежнему о применении ленточной обмотки, говорит: «вместо мягкого железа для сердечника электромагнита можно применять чугун, который в некоторых случаях даже имеет преимущество вследствие его остаточного магнетизма». По-видимому, его электромагниты не получили применения, и в дальнейшем Яблочков к своим магнитам уже не возвращался.

Работая у Бреге, Яблочков не прекращал интересоваться электрическими лампами и продолжал свои опыты, начатые еще в Москве. Вероятно, Яблочков думал создать нечто подобное друмондову свету, применив в качестве источника тепла для накаливания светящегося тела вместо водородно-кислородного пламени вольтову дугу, так как он работал над нагревом разного сорта глин, извести и т. п. дугой. Впоследствии идея эта была осуществлена в лампе «Солнце».

«Делая опыты в России над глинами, известью и т. п., — говорил Яблочков в одном из своих выступлений, — я употреблял небольшое количество элементов (гальванических) и обширных наблюдений, поэтому, производить не мог. Работая же в Париже у Брегета, мне пришлось иметь дело с большими электрическими машинами; здесь-то я и исследовал свойства этих глин».

Далее Яблочков говорит: «Если помещать в вольтову дугу кусочки глины, извести и других земель, то они накаливаются. Затем часть их плавится. Эта расплавленная часть представляет возможность токам большого напряжения проходить по ней; тогда она раскаливается уже до ярко белого каления, издает свет и постепенно улетучивается. Если количество тока велико, сравнительно с его напряжением [14], то по этой раскаленной части проходит лишь ничтожное его количество, глина, главным образом, испаряется в жару вольтовой дуги и испаряющиеся частицы дают уже настоящее пламя, причем от различных сортов земель зависит и большая или меньшая окраска пламени в тот или другой цвет».

Сначала Яблочков думал помещать изучавшиеся им огнеупорные материалы в вольтову дугу и поддерживать при их помощи расстояние между угольными электродами дуги. «Но затем, — говорит он — я придумал приспособление, которое известно под именем моей свечи».

Существовавшие в его время типы дуговых электрических ламп — регуляторов были хорошо известны Яблочкову и, конечно, не удовлетворяли его.

«Систем регуляторов— пишет Яблочков, — чрезвычайно много, но все они могут быть подведены под два типа — регуляторы, действующие посредством груза и действующие посредством пружин. Лучшими представителями обоих типов следует признать действующий посредством груза регулятор Серрена и пружинный регулятор Фуко. Устройство этих регуляторов было описано много раз и поэтому останавливаться на нем я не буду, а сделаю лишь беглый обзор их сравнительных достоинств и недостатков. Регулятор Серрена дает свет более ровный, чем регулятор Фуко, если прибор находится в вертикальном и в совершенно свободном положении. При значительном наклонении он действовать совсем не может, а также не переносит и тряски.

Регулятор Фуко может действовать в наклонном положении, более способен переносить тряску, но его устройство очень сложно, регулировка производится помощью трех пружин и свет, даваемый им, довольно сильно мерцает.

Вообще в регуляторах при всяком изменении тока надо менять и самую регулировку, и можно сказать, что если нужно получить ровный свет, то механик не должен отлучаться от аппарата. Их механизм более или менее сложен и требует довольно частой чистки и ремонта. Указанные недостатки значительно затрудняют введение электрического освещения в практику».

Яблочков и поставил себе задачей придумать такую конструкцию дуговой электрической лампы, которая не страдала бы недостатками регуляторов.

Регулятор должен был выполнять следующие функции: 1) при зажигании лампы разводить угольные электроды на вполне определенное расстояние; 2) во время горения лампы поддерживать длину дуги постоянной, сближая угли по мере их сгорания, и 3) сводить угли до соприкосновения при прекращении тока через лампу для того, чтобы дуга могла образоваться при новом включении лампы. Сложность таких функций и требовала применения в регуляторах механических и электрических частей, например часовых механизмов, электромагнитов, механических сцеплений и т. п., обусловливавших и сложность их устройства и трудность их эксплоатации. Яблочков пытался поддерживать расстояние между вертикально расположенными углями, помещая между ними кусочки огнеупорных материалов, но из этого ничего не вышло.

«При расположении углей, как это практиковалось прежде, — пишет Яблочков, — один против другого, помещение кусочка глины, удерживающее между ними расстояние, было невозможно. Нужно было их поместить так, чтобы улетучивающееся землистое вещество уничтожалось по мере сгорания углей. Таким построением, очевидно, являлось бы помещение углей один около другого с землистым веществом между ними. Оно и дало горелку для электрического освещения, известную под именем свечи моей системы». Свеча Яблочкова, действительно, отличается исключительной простотой. В ней нет решительно никаких механизмов. Это просто два угольных стержня, разделенных прослойкой какого-нибудь огнеупорного изолирующего материала, например каолина, гипса и т. п., испаряющегося под действием вольтовой дуги (фиг. 3). Угли присоединяются к зажимам источника тока, и между ними образуется дуга.

Для зажигания дуги Яблочков сначала предлагал употреблять «угольную палочку, которую держат в руке помощью изолирующей рукоятки и прикладывают к обеим оконечностям угольков в то время, когда начинается пропускание электрического тока. Таким образом, цепь замыкается, происходит раскаливание углей и затем угольная палочка отнимается» (Русская привилегия, № 5 от 6 апреля 1878 г.). Затем для этой же цели на конце «свечи» между углями Яблочков помещал тонкий угольный мостик-зажигатель, который при проходе тока сгорает и вызывает образование между угольными электродами вольтовой дуги. «В этой свече, — пишет Яблочков, — при сгорании углей вольтова дуга накаливает и испаряет изолировку; накаленные земли представляют некоторую проводимость для токов и потому вольтова дуга не перемещается так сильно на оконечности углей, как это бывает при регуляторах, а держится на тех точках, около которых находится накаленная часть изолировки, вследствие чего свет становится несравненно ровнее; от свойств тела, употребляемого для изолировки, зависит некоторая окраска пламени, что может быть утилизировано сообразно назначению освещения. Итак, узкая полоска землистого вещества выполняет задачу держания углей на неизменном расстоянии гораздо лучше, чем сложный прибор, регулятор, достигающий этого лишь приблизительно. Полоска держит их абсолютно, кроме того, она придает известные качества свету, которые не мыслимы при регуляторе. Горелка такого устройства сделалась совершенно доступной для употребления; она не боится ни передвижения, ни тряски, не требует за собой никакого ухода и представляет возможность вводить электрическое освещение там, где со сколько-нибудь сложным аппаратом оно было бы немыслимо».

Таким образом, Яблочковым была решена задача, над которой много лет трудился целый ряд изобретателей: задача сооружения практически удобной дуговой электрической лампы.

Сохранилось много преданий об обстоятельствах изобретения этой лампы. Так, сверстник Яблочкова Перский в своих воспоминаниях, доложенных на Первом всероссийском электротехническом съезде, говорит: «В январе или феврале 1876 г., сидя за столом одного из Парижских кафе, Яблочков положил на стол два карандаша параллельно друг другу и у него вдруг блеснула мысль, если заменить эти карандаши углями и произвести между ними вольтову дугу, то длина ее останется постоянною без посредства какого бы то ни было механизма».

Жена Павла Николаевича, М. Н. Яблочкова, пишет: «Павел Николаевич заболел лихорадкою. Но несмотря на болезнь, он продолжал работать в своей комнате над своей свечей, еще находившейся в зачаточном состоянии, и вот, как он рассказывает, выйдя погулять, на углу Бульвара Сен-Мишель и улицы Соммерар, где он жил, он остановился и даже крикнул: «нашел»! Это была окончательная идея свечи. На другой же день он взял привилегию и пошел сообщить об этом Ниоде и Бреге».

Несомненно, такие эпизоды могли иметь место, но все имеющиеся сведения позволяют утверждать, что свеча не выскочила внезапно готовой из головы Яблочкова, как мифологическая Афина-Паллада из головы Зевса, но явилась плодом длительных трудов и долгих исканий. Не сразу свеча получила и ту форму, в которой она, можно сказать, завоевала мир. В своей первой привилегии (французской от 23 марта 1876 г.) Яблочков описывает свое изобретение так:

«Это изобретение состоит в полном уничтожении всякого механизма, обычно применяемого в существующих электрических лампах. Вместо того, чтобы осуществлять механически автоматическое сближение проводящих углей по мере их сгорания, я просто укрепляю эти угли один рядом с другим, как это показано на фигуре, разделяя их изолирующим веществом, способным сгорать одновременно с углями, например, каолином. Приготовленная таким образом пара углей может быть помещена в нечто вроде специального подсвечника (фиг. 3), и затем достаточно пропустить через них ток от батареи или какого-нибудь другого источника для того, чтобы образовалась между концами углей вольтова дуга. В случае тока одного направления, вследствие того, что один из углей расходуется быстрее, чем другой, следует применять угли разного сечения, дабы поддержать постоянным равенство их длин. Вместо этих двух угольных палочек, укрепленных на двух сторонах каолиновой прослойки, я могу применять каолиновую трубочку, внутри которой помещен угольный цилиндр, окруженный угольной трубкой.

Для зажигания, или приведения в действие лампы, я снабжаю два свободных конца углей соединением, которое при проходе тока сначала краснеет, а потом сгорает и служит для возникновения дуги.

Если мне нужно поддерживать светящуюся точку на постоянной высоте в рефлекторе, я применяю часовой механизм с электрическим механизмом, приводимым в действие ответвленным током, или без такого механизма, если он не необходим.

Вместо обычных углей я могу применять угольные аггломераты, что особенно удобно для конструкции из трубок, о которой сказано выше.

На приложенном рисунке изображен случай, когда оба угля расположены параллельно, но я сохраняю за собой право в некоторых случаях давать одному относительно другого наклон».

К этой французской привилегии приложен рисунок (фиг. 4), изображающий свечу в продольном и поперечном сечениях. Четыре описанных в патенте типа свечей предназначены все для питания постоянным током, так как сечения электродов во всех типах различны. На фиг. 5а дан снимок двух оригинальных свечей Яблочкова, вставленных в специальный подсвечник Яблочкова, хранящихся в Электротехническом музее Ленинградского политехнического института.

На фиг. 5б изображен тот же подсвечник со свечей, вставленный в фонарь с матовым шаром для уличного освещения.

В русской привилегии (апрель 1878 г.) указано также несколько типов свечей с углями в виде стержня, помещенного по оси пустотелого угольного цилиндра, или двух стержней, помещенных параллельно один другому. В этой привилегии говорится: «Угольные палочки помещаются параллельно в цилиндрический патрон (из бумаги или из амиантового (азбестового) картона), а промежуток наполняется порошкообразной (изолирующей) смесью. Когда патрон наполнен смесью до краев, его замазывают раствором кремнекислого кали». Рисунки такой лампы и углей и приведены в привилегии (фиг. 6).

В связи с применением бумажного или асбестового внешнего патрона в привилегии сказано, что «угольки разделяются между собой изолирующим телом, могущим сгорать или улетучиваться с углями. Изолирующими телами могут служить каолин, стекло, цементы, лаки и пр. Для изолирования предпочтительно брать не твердые, а сыпучие тела, в виде более или менее сыпучего порошка, составленного из земель, кремнеземных соединений и вообще всех тел наиболее тугоплавких… Одна из смесей, употребляемых с успехом, составляется из одной части извести, четырех песка и двух частей талька. Эти вещества тщательно смешиваются… При примешивании к изолирующему телу графита в порошке получается пламя значительного блеска. Сгорание изолирующего тела позволяет, кроме того, изменять и окраску получаемого света; для этого к порошку примешивается небольшое количество металлических солей, употребляемых в пиротехнике. Соли натрия окрашивают пламя в желтый цвет и тем, в особенности, способствуют изменению синих и фиолетовых лучей, находящихся в избытке в электрическом свете».

И в русской привилегии изображены угли различного сечения, т. е. лампа предназначалась для питания постоянным током.

За первой французской привилегией (от 23 марта 1876 г.) последовал в период с сентября 1876 г. до марта 1879 г. ряд добавочных, французских же, привилегий, касающихся отдельных усовершенствований в устройстве свечи.

В первой из добавочных французских привилегий (16 сентября 1876 г.) Яблочков касается, главным образом, так же, как и в русской привилегии, состава изолирующей массы, применяемой для разделения в его свече угольных электродов.

«Лампа моей системы, — пишет Яблочков, — основана на принципе образования вольтовой дуги между двумя углями без помощи какого бы то ни было механического приспособления для сближения углей, так как эти угли просто-напросто отделяются и удерживаются на подходящем друг от друга расстоянии прокладкой из изолирующего плавкого вещества…

Оно может быть и не каолином, например, можно применять всякого рода остекловывающиеся материалы, в состав которых можно вводить металлические окислы, дающие возможность давать свету различные окраски.

Эти окислы можно вводить также в состав углей, если применять угольные аггломераты, вместо ретортных углей.

Известно из опытов разложения призмой электрического света, что в спектре разложения находится широкая фиолетовая полоса. Так как фиолетовые лучи утомляют зрение, то я могу вводить в состав изолирующего материала вещества, могущие давать желтые лучи. Эти последние, смешиваясь с фиолетовыми, могут давать белый свет.

Само собой разумеется, что мои лампы могут иметь различные размеры в зависимости от силы света, которую от них надо получить, и что можно до бесконечности менять относительное расположение углей и изолирующего материала».

Эта привилегия Яблочкова интересна в том отношении, что она устанавливает за Павлом Николаевичем приоритет в применении окислов металлов для изменения окраски света дуги, не только посредством включения окиси в состав изолирующей прокладки между углями, но и в состав самих углей, т. е. в том применении окислов, которое много лет спустя стало предметом привилегий для целого ряда ламп «интенсивного света», ламп для туманов и вообще ламп с «пропитанными углями».

К вопросу о примесях разного рода к основному материалу, служащему для изолирования одного электрода от другого, Яблочков возвращается и во второй, третьей, четвертой и шестой дополнительных французских привилегиях (2 октября 1876 г., 23 октября 1876 г., 21 ноября 1876 г. и 11 марта 1879 г.). В этих привилегиях он дает некоторые новые конструкции свечи и пытается решить вопросы об автоматическом зажигании потухшей свечи, а также важнейший вопрос — вопрос о дроблении электрического света. Под термином «дробление света» понимали тогда питание от одного общего источника тока ряда источников света разной силы.

Во второй дополнительной французской привилегии (от 2 октября 1876 г.) Яблочков указывает на то, что если в качестве изолирующего слоя вместо сильно огнеупорных масс применять смеси, которые, расплавляясь, образуют между угольными стержнями жидкую каплю сиропообразной конституции, то вольтова дуга между углями образуется, главным образом, в местах, где капля соприкасается с углями. Если перемещается капля, то перемещается и дуга. При применении таких изолирующих смесей, по наблюдениям Яблочкова, длина вольтовой дуги может достигать нескольких сантиметров при таких напряжениях, при которых в обычном воздухе дуга могла бы быть лишь в несколько миллиметров. Следствием этой легкости прохождения тока, создаваемой наличием между углями жидкой капельки, является не что иное, как дробление электрического света на источники света, дающие свет, равный весьма малому числу газовых рожков. «Именно этот экспериментальный факт, вытекающий из практики применения моей системы, я и выставляю как главный предмет настоящей дополнительной привилегии. При помещении в цепь нескольких подсвечников с электрическими свечами моей системы и изменяя толщину углей и толщину изолирующей прослойки, получают следующие результаты: ток от одной машины, дающий свет в сто рожков, достаточен для создания вольтовой дуги уже не между парой углей одной свечи, но между углями нескольких свечей. Таким образом, проблема питания нескольких источников света, сравнительно небольшой интенсивности, от одного источника электрической силы (батареи или магнитоэлектрической машины) решается простым расположением и составом моей свечи».

Здесь Яблочков в первый раз говорит о проблеме, которая исключительно сильно интересовала всех электротехников его эпохи, получившей название проблемы дробления света. Эта проблема состояла из двух частей: 1-я — создание источников различной, в том числе, сравнительно малой, силы света и 2-я — нахождение способа питания ряда источников света от одного общего источника тока, так чтобы каждый источник света мог действовать независимо от других.