Лев Гумилевский - Создатели двигателей
Появление быстроходных дизелей весьма способствовало распространению «дизель-динамо», особенно после того, как русскому заводу, опять-таки первому в мире, удалось сконструировать двигатель мощностью в 200 лошадиных сил в одном цилиндре. Таким образом, восьмицилиндровый дизель мог развивать мощность уже в 1600 лошадиных сил.
На этом пределе дизели держались довольно долго и за границей. Дизельными установками такой солидной мощности могли пользоваться крупные промышленные предприятия. Чтобы окончательно убедить предпринимателей в полной приспособляемости дизеля для любой работы, неугомонный нефтепромышленник осуществил на Пермском заводе очень интересную силовую установку. Здесь двигатели Дизеля работали параллельно с паровыми. Опыт увенчался успехом, рассеяв последние сомнения в отношении новых двигателей. Теперь они окончательно сравнялись с паровыми в смысле широты их практического применения.
Первая русская революция, пронесшаяся грозным предвестником Октября, несколько смяла широкие планы Нобеля. Но в следующем году, принимая от Балтийского судостроительного завода заказ на двигатели для подводной лодки «Минога», Эммануил Нобель воспрянул духом.
Условия для этого заказа были необычны: ограничивались место для установки и вес двигателей. Кроме того, заводу предложено было отказаться от электрической передачи, соединить дизель прямо с гребным винтом и сделать его реверсивным. Нобель не принял на себя гарантию, что заказ будет выполнен, но за работу взялся.
К этому времени завод «Братья Зульцер» в Швейцарии сделал крупный шаг вперед. Воспользовавшись предложением английского изобретателя и адвоката по патентным делам Дугласа Кларка, завод построил двухтактный двигатель Дизеля, а затем вскоре осуществил на этом двигателе и реверс. Таким образом был создан настоящий судовой дизель, работающий непосредственно на винт.
Появление двухтактных двигателей Дизеля обусловливалось также стремлением к повышению мощности. Имея один рабочий ход на два хода поршня, в то время как в четырехтактном двигателе один рабочий ход приходится на четыре хода поршня, двухтактный двигатель одного и того же размера с четырехтактным должен был иметь мощность почти вдвое большую.
Двухтактный процесс, предложенный Кларком, состоит в следующем: когда поршень после сгорания горючего в совершившемся цикле подходит к нижней мертвой точке, он открывает выпускные окна, через которые отработавшие газы извергаются в выхлопную трубу. В это время открываются впускные клапаны, через которые воздушным насосом вгоняется в цилиндр чистый воздух. Воздух выталкивает остатки продуктов сгорания и заполняет весь цилиндр. Таким образом, к началу нового цикла цилиндр оказывается наполненным чистым воздухом. Поднимаясь, поршень сперва закрывает окна, а затем дальнейшим своим ходом начинает сжимать этот воздух и, дойдя до верхней мертвой точки, доводит воздух в камере до обычного для двигателя сжатия. Это и есть первый такт двухтактного процесса, ход сжатия.
В конце этого и начале второго обратного хода поршня через форсунку поступает горючее, вспыхивающее в раскаленном сжатием воздухе, и начинается расширение продуктов сгорания, которое толкает поршень. Это и есть второй такт, или рабочий ход.
Осуществление двухтактного цикла в двигателях Дизеля поставило перед практиками вопрос о преимуществах одного типа двигателя перед другим. Вопрос этот остается нерешенным и до сих пор. Конечно, один рабочий ход на два такта вместо четырех повышает мощность двухтактного двигателя. Но очистка цилиндра от продуктов сгорания, производящаяся все-таки неполностью, снижает действительную мощность двигателя, так что при одинаковых мощностях двухтактный двигатель расходует несколько больше горючего, чем четырехтактный.
Преимущество двухтактного двигателя заключается в том, что реверс в нем осуществить гораздо легче, чем в четырехтактном, так как основным затруднением для реверса служит трудность пуска в ход двигателя при любом положении кривошипа. Двухтактность цикла упрощает задачу, и реверс конструкторы завода «Братья Зульцер» осуществили одновременно с созданием двухтактного двигателя.
Поскольку задача создания судового двигателя была выполнена на не испытанном еще в практической работе двухтактном двигателе, «Русский дизель» взялся за конструирование четырехтактного реверсивного двигателя. В течение двух лет ему удалось добиться цели. Такой двигатель завод построил в 1908 году. Впоследствии на годовом собрании «Общества немецких инженеров» профессор Ремберг, оценивая различные системы реверса, признал, что «русская система представляет вполне совершенное и весьма ценное разрешение задачи».
Блестящую характеристику двигателю дал также профессор Быков, производивший испытания новой машины. Оборудовав такими двигателями ряд подводных лодок, Нобель начал внедрять эти двигатели в Волжское и Каспийское судоходство.
Наконец — и это был блестящий ход ловкого коммерсанта — на старой паровой шхуне «Роберт Нобель» была произведена демонстративная замена паровых машин двигателями Дизеля вместо ремонта котлов. Поставленные сюда реверсивные двигатели имели мощность в 500 лошадиных сил. Результаты первой навигации были изумительны. В качестве парохода, как всем было известно, «Роберт Нобель» сжигал за рейс от Баку до Астрахани сорок восемь тонн нефти. Став теплоходом, за тот же рейс «Роберт Нобель» израсходовал всего только девять тонн, причем теперь, при легкости дизельной установки, он имел уже вместимость вместо прежних 1500 тонн — 1750 тонн.
Таков был наглядный урок, данный Нобелем всем, кто еще сомневался в выгодности судовых дизелей. Волжские пароходчики были потрясены. Коломенский завод выполнил дизельные установки на семи волжских судах и приступил к постройке серии огромных волжских теплоходов, отделывавшихся с невиданной до сих пор роскошью.
Одновременно двигатели Дизеля получили боевое крещение и в морском плавании на канонерских лодках. «Карс» и «Ардаган» были двухвинтовые суда, приводимые в движение дизелями мощностью по 500 лошадиных сил на каждом винте. Уже при пробном плавании в Кронштадт «Карс» показал блестящую маневренность в исключительно трудном положении. Затем оба судна были переброшены на Каспий по Мариинской системе и Волге, причем весь путь в очень трудных для больших судов условиях они проделали самостоятельно. В Ладожском озере канонерки попали в лед и работали, как ледоколы, давя собственной тяжестью льды. В шлюзах при буксировке, когда лопнули канаты, обнаружилась изумительная послушливость машин, быстро пущенных в ход. В Каспийском море канонерки выдержали жестокий шторм, а на испытаниях в Баку показали увеличенную против гарантированной скорость хода.
Все это было несомненно успехом и торжеством нефти, и беда сводилась только к тому, что отдаленность России от центров технической мысли мешала Европе наглядно знакомиться с достижениями русского дизелестроения.
Открывшаяся в Петербурге в 1910 году выставка двигателей внутреннего сгорания, организованная при участии Деппа, должна была сыграть в этом отношении серьезную роль. Дизель решил посетить выставку и познакомиться наконец поближе с Нобелем.
Человек, в совершенстве владевший всеми европейскими языками, связанный по самому роду своей деятельности обширными интересами во всем мире, Дизель считал простой прогулкой поездку на автомобиле во Францию или Бельгию. К тому же постоянные переезды из страны в страну избавляли его от мучительных страданий на родине.
С каждым днем кампания, предпринятая против него, становилась все более и более ожесточенной. Успехи его двигателей подливали масло в огонь. Этого растерявшегося под ударами человека теперь повсюду преследовали личные неудачи. Нефтеносные земли в Галиции оказались бесплодными. По тяжбе с компаньонами из-за этих земель Дизель потерял миллион. Вилла в Мюнхене потребовала бóльших расходов, чем он ожидал. Аугсбургский завод двигателей, им самим основанный, вынужден был ликвидироваться. Дорогостоящие опыты по созданию двигателя, работающего на угле, не имели успеха. Наконец потерпел Дизель жестокую неудачу и с фабрикацией двигателей малых мощностей.
Доклад, сделанный Дизелем в Петербурге членам Русского технического общества, дышал тайной мукой. Она прорывалась среди как будто бы общих и отвлеченных высказываний, когда он говорил:
— Между идеей и ее осуществлением находится мучительный период человеческого труда. Осуществляется лишь незначительная доля безудержных идей творческой фантазии… Осуществленная же идея всегда оказывается не тем идеалом, который возникал в воображении: изобретатель работает с неслыханным отходом от своего идеала, забрасывая свои первоначальные проекты и решения. Огромные намерения приводят неизменно к сравнительно с ними ничтожным достижениям…