Валерий Чумаков - Вернер фон Сименс. Личные воспоминания. Как изобретения создают бизнес
Осень 1848 года стала для меня чрезвычайно интересным и насыщенным периодом. По политическим причинам линию от Берлина до Франкфурта, где заседал парламент и где жил регент, надо было провести в самый короткий срок. Мешали этому, с одной стороны, народные волнения, а с другой – неожиданные для нас явления, появившиеся в подземных проводах. Первым с ними столкнулся мой друг Гальске, в обязанности которого входило подключение готовых участков к сигнальным аппаратам. В это время я был занят прокладкой линии между Франкфуртом и Айзенахом[71]. На этом участке решено было пустить ее по воздуху по той причине, что железная дорога там еще не только не была построена, но даже не была приобретена земля под ее постройку.
Первым делом Гальске обнаружил, что наши стрелочные телеграфы на коротких линиях действовали гораздо быстрее, чем ожидалось при таком сопротивлении проводов. На первом, проложенном от Берлина до Кётена[72], участке длиной 20 немецких миль[73] передаточный аппарат работал с удвоенной скоростью, тогда как приемный не работал вообще. Самым странным было то, что этот эффект проявлялся тем быстрее, чем лучше был заизолирован кабель. Гальске боролся с ним тем, что умышленно нарушал изоляцию, вставляя влаговпитывающие куски.
Устройство воздушной линии тоже не было легким. В тех местах, где земля под железную дорогу еще не была куплена, хозяева часто запрещали ставить столбы. Особенно сильно это проявилось в непрусских землях Гессен-Кассель и Гессен-Дармштадт. Конфликт между прусским и союзным правительствами после восстановления порядка в Берлине и возвращения прусской армии из Шлезвиг-Гольштейна резко обострился. Довести работы до конца удалось лишь после того, как я выпросил у регента эрцгерцога Иоганна специальный приказ. Но были и трудности чисто технического характера. В Германии было сложно достать железную проволоку, да и относились к ней с недоверием, поэтому линия делалась из проводов медных. Но еще во время своих неудачных опытов на линии Берлин – Потсдам я имел возможность убедиться, что, несмотря ни на какую изоляцию, в дождливую погоду она действовала из рук вон плохо. Тогда-то мне и пришла в голову идея использовать колокольчикообразные фарфоровые изоляторы. Внутренняя их сторона даже в дождь оставалась сухой, поэтому изоляция не портилась ни в какую погоду. Таким образом мне удалось тогда достичь наивысшего качества изоляции. К сожалению, я не утруждал себя спайкой проводов, мне казалось, что скрутить их будет вполне достаточно. Позднее оказалось, что это было серьезной ошибкой. Если в спокойную погоду линия действовала отменно, то при ветре сопротивление на ней неожиданно вырастало настолько, что аппараты вообще переставали работать. Только после того, как все скрутки были тщательно пропаяны, этот недостаток был полностью ликвидирован.
Весьма мешало нам и атмосферное электричество. На участках подъемов с равнины на гору по проводам часто пробегали разнонаправленные токи, что заметно ухудшало качество связи. Разразившаяся в конце осени сильная гроза доставила мне и линии много неприятностей. Это побудило меня создать специальный молниеотвод для защиты кабеля и аппаратуры. Пытаясь найти для него наиболее оптимальную форму, я поместил между двумя параллельными проводами на равных расстояниях шипы, шары и пластины и потом наблюдал за искрами, которые возникали после того, как я подавал на эти два импровизированных молниеотвода мощный заряд от лейденской банки[74]. Оказалось, что при слабом разряде искры шли исключительно через шипы, в то время как при сильном они предпочитали шары, а при очень сильном – пластины. Поэтому для борьбы с сильными молниями я выбрал расположенные близко друг к другу шероховатые металлические пластины. Достаточно часто, а иногда и достаточно серьезно на работе линии, особенно подземной ее части, шедшей в основном с востока на запад, сказывалось влияние северного сияния. Во время больших северных сияний 1848 года из-за быстро меняющихся токов связь между Берлином и Кётеном не работала по нескольку дней. Именно тогда и была замечена связь между земными токами, магнитными возмущениями и северными сияниями.
К тому времени как линию довели до Эрфурта[75], придумка Гальске с влажными вставками перестала действовать. Я понял, что хитрое поведение подземных проводов было связано с тем, что они заряжались статическим электричеством, как это было в испытаниях на заводе, при этом сама проволока представляла собой внутреннюю оболочку лейденской банки, а в роли внешней выступала окружавшая кабель сырая земля. Доказательством правоты этого предположения было то, что определенное с помощью подвешенной магнитной стрелки количество связанного электричества в идеально заизолированном проводе было строго пропорционально электрической силе включенной в цепь гальванической батареи и длине провода. Еще одним доказательством было то, что в каждой точке замкнутого провода, как и полагалось по закону Ома, сила электрического заряда строго соответствовала его напряженности. После того как я это выяснил, стало возможным с помощью специальных приспособлений если не полностью устранить, то сильно уменьшить этот мешавший дальней подземной связи эффект. Такими приспособлениями стали боковые ответвления в виде металлических сопротивлений без самоиндукции и автоматическая система ретрансляции, благодаря которой одну длинную линию можно было разбить на несколько коротких.
Моя теория электростатического заряда в замкнутых и открытых цепях шла вразрез с существовавшими тогда научными представлениями и поэтому в ученых кругах поначалу была встречена с недоверием. Сейчас, когда уже сложно себе представить, как культурный цивилизованный человек может жить без железных дорог и моментальной телеграфной связи, сложно представить как трудно было иногда раньше доказать миру то, что в настоящее время всем кажется ясным и понятным. Те знания, которые когда-то пробивались с превеликим трудом и усилием, сегодня печатаются в школьных учебниках и пособиях.
Я горд тем, что эта первая не только в Германии, но и во всей Европе линия дальней телеграфной связи была готова к работе уже зимой 1849 года. Именно с ее помощью об избрании во Франкфурте императора в тот же час стало известно в Берлине. Такой впечатляющий результат побудил прусское правительство тут же заняться проведением линии от Берлина до Кельна, далее – к прусской границе, к Вервье[76] и затем уже на Гамбург и на Бреслау. Для безопасности все эти линии были проложены под землей, как линия Берлин – Айзенах, хотя на ней и были уже найдены крупные недостатки. Главный состоял в том, что проложенные на малой – полтора-два фута – глубине вдоль железной дороги кабели легко повреждались железнодорожными рабочими, а также страдали от крыс, мышей и кротов. Поэтому было принято решение далее заглублять провода не менее чем на два с половиной – три фута, но даже тут мое предложение о внешней защите кабеля было отвергнуто в связи с тем, что это влекло за собой серьезные дополнительные расходы.
Телеграфная сеть Германии
Я согласился принять на себя руководство прокладкой линий на Кельн и Вервье, но для этого требовалось получить разрешение от моего военного начальства. Кроме того, я попросил откомандировать мне в помощь моего друга Вильгельма Мейера, всегда поддерживавшего меня в работе, если у него было свободное время, и поэтому бывшего компетентным в телеграфном деле. Он обладал замечательным организаторским талантом, а в управлении работами, при которых необходимо было организовать точное взаимодействие значительных масс рабочих сил, ему сложно было найти равного.
Трудности возникли при прокладке кабелей по дну Рейна и Эльбы. Из-за оживленного судоходства мы опасались, что они могут быть повреждены якорями тяжелых грузовых судов. Особенно это было справедливо в отношении Рейна, поскольку здесь якоря судов и рыболовецкие снасти угрожали кабелю почти по всей ширине реки. Просто обвить его железной проволокой, как это делалось на Эльбе и на малых реках, тут нам казалось недостаточным, поскольку, хотя она и защищала провода от повреждения острыми якорями малых шхун и рыбацкими снастями, для якорей больших судов ее было явно недостаточно. Поэтому специально для Рейна я приготовил особую систему, состоявшую из железных труб, по которым проходил кабель. Трубы были скреплены надежной металлической цепью и удерживались на месте с помощью достаточно тяжелых и больших якорей, в задачу которых входило победить судовые якоря и не дать им увлечь за собой и разорвать трубы с кабелем. Этот первый защищенный подводный кабель прослужил очень долго. Когда через много лет в этом месте строили железнодорожный мост, его извлекли из воды и нашли на нем множество зацепившихся якорей: шкиперы отрубали их для того, чтобы судно могло идти дальше. Система успешно справилась с возлагавшейся на нее задачей.
