Сергей Истомин - Самые знаменитые изобретатели России
Новая машина предназначалась для снабжения воздухом целой группы печей и должна была обладать мощностью 30 лошадиных сил. Такой мощности не имела тогда ни одна паровая установка в мире. Изобретатель разработал не только проект двигателя, но и проект всей системы воздуходувной установки применительно к условиям своего завода. Ползунов предусматривал централизованное снабжение воздухом всех печей завода огромными мехами, приводимыми в действие «огненной машиной». От центральных мехов воздух по трубам направлялся к каждой из плавильных печей.
В проекте машины Ползунова теперь предусматривалось её автоматическое регулирование, создание для сохранения постоянного уровня воды в котле регулятора прямого действия. Для равномерности дутья был сконструирован «воздушный ларь», то есть аккумулятор дутья.
В январе 1764 г. канцелярия Колывано-Воскресенских заводов издала постановление о реализации на Барнаульском заводе проекта Ползунова.
Создание машины была связано с огромными трудностями. Ползунов начал свои работы без грамотных помощников и квалифицированных рабочих. Ему дали лишь четырёх учеников и двух отставных мастеров. Необходимых инструментов не было, и всё приходилось делать самому.
К 20 мая 1765 г. уже было изготовлено 110 частей машины, не считая парового котла. Изобретатель должен был лично следить за всем, поскольку его помощники были неопытны. Ему приходилось учить их литью меди и свинца, раскрою котельных листов, сверлению, обточке, обрубке, полировке металла. Многое Ползунов делал собственными руками.
Для машины был построен «машинный дом» — глухое, двадцатиметровой высоты деревянное здание. К декабрю 1765 г. сооружение двигателя было почти закончено.
Последние месяцы были особенно тяжёлыми: непрестанный, изнурительный труд без отдыха, постоянное волнение .. В ноябре у Ползунова горлом пошла кровь Но всё-таки машина была собрана! Все её части подогнали друг к другу — можно начинать испытания. В высокой части дома будут двигаться поршни, качаться балансиры, низкая часть предназначена для воздуходувных мехов. Мехи пока делать не стали, как и плавильные печи, для избежания лишнего расходу — на случай, ежели машина в движение не придёт. А если проба будет удачной — мехи сделать недолго.
Но если в первом проекте, отосланном в Берг-коллегию, машина Ползунова была универсальной — вращала вал, то уже практически построенная по второму проекту, вдесятеро более мощная и предназначенная для дутья (для нагнетания мехами воздуха в плавильные печи), уже не являлась машиной универсальной. В построенной машине были простейшие балансиры: вверх — вниз, вверх — вниз...
Накануне решающего дня испытаний под котлом развели огонь. На следующий день Ползунов собственноручно повернул кран, пустив пар в цилиндры, и дрогнув, пришли в движение поршни и балансиры, закачались на цепях и стали мерно двигаться тяжёлые брёвна, навешанные вместо непостроенных воздуходувных мехов. Машина работала!
Ползунов настаивает, чтобы как можно скорее построили воздуходувные меха. А также просит средства и материалы, чтобы построить новый котел из более толстых листов, поскольку построенный котёл рассчитан только на пробный пуск машины, но не на постоянную работу.
Изобретатель пытается устранить обнаруженные в ходе испытаний недоделки и дефекты — в первую очередь нужны новые уплотнители поршней в цилиндрах.
Но с каждым днём силы Ползунова убывали, у него открылась скоротечная чахотка. Он всё же пытается работать, но всё чаще у него горлом идет кровь. 27 мая 1766 г. Ивана Ивановича Ползунова не стало.
Незадолго до смерти он написал донесение в Петербург о том, что двигатель готов, и просил дальнейшие работы над машиной возложить на своих учеников Д. Левзина и И. Черницына.
Через неделю после смерти Ползунова начались новые испытания машины и устранение недоделок: неточной обработки цилиндров, раковин и неровностей, а также уже построенных воздушных мехов.
В журнале испытаний машины Ползунова за 1766 г. можно прочесть:
«Мая 23-го пополудни в 2-м часу вода из систерна в верхний ларь поднята была... и машина начала действовать, мехи движение имели нарочитое, из прикреплённого к меховым трубам, или соплам ларя во все двенадцать трубок воздух идет довольный, и примечено, что того воздуха на 10 или все 12 печей будет...
(Для лучшей апробации машины решено было построить три плавильные печи и сделать пробные рудные проплавки.)
Августа 4-го. По построении плавиленной фабрики... поутру в 7-м часу машина пущена в действие, которое продолжалось по полудни до 2-го часа, а наконец, не знамо от чего, вдруг у левого цилиндра эмвол на низу остановился...
Августа 7-го. По исправлении регулятора оная машина до полудни в 6-м часу, а плавильные печи после полудни во 2-м часу пущены в действо благополучно...»
Но 10 ноября 1766 г. произошла течь котла, прогоревшего из-за недосмотра (обвалился в печи защитный свод). Казалось, следовало бы исправить котёл или сделать новый, как и просил при жизни Ползунов, затем пустить машину. Но этого не произошло.
Однако, как доносила Канцелярия, «через устроение оной машины не токмо расходы все возвратились, но и прибыли немало осталось...»
Летом 1778 г. новый начальник Колывано-Воскресенских заводов Ирман написал её величеству:
«...а как ныне та машина уже более десяти годов состоит без всякого действия праздно... строение весьма обветшало, опасно, чтоб совсем не развалилось и тем собранные в нём цилиндры, трубы и прочие многочисленные члены, особливо годные к будущему заводскому действию, не повредило, и через то чтоб не последовало казённого убытка...»
Через год пришёл ответ: «Огненную махину, по прописанным причинам, разобрать, находящуюся при оной фабрику разломать и лес употребить, на что годен, члены же хранить на будущую иногда впредь надобность...»
Несмотря на непродолжительный срок работы, ползуновская «огненная машина» — это первая паровая русская машина непрерывного действия, благодаря чему имя Ивана Ивановича Ползунова навсегда останется в истории мировой техники.
Ефим Алексеевич ЧЕРЕПАНОВ (1774—1842) и Мирон Ефимович ЧЕРЕПАНОВ (1803—1849)
Уральские механики отец и сын Черепановы были выдающимися изобретателями и первооткрывателями. Они построили первую в России железную дорогу с паровой тягой, создали первый русский паровоз, двигатели для рудников и заводов, изобрели и построили много металлообрабатывающих станков и других машин.
Черепановы происходили из крепостных крестьян, приписанных Выйскому заводу Демидовых на Урале. Дед и отец Ефима Черепанова всю жизнь занимались так называемыми «непременными работами»: валили лес, рубили дрова и возили их на завод.
Но Ефим Черепанов, родившийся в 1774 г., с детства полюбил столярное и слесарное мастерство, процветавшее в заводском посёлке, где многие жители занимались металлообрабатывающими промыслами. В одном из послужных списков Ефима Черепанова указано, что он обучался «при доме». Но установить, кто конкретно обучал мальчика и поддерживал его страсть к изобретательству, не удалось.
Совсем ещё молодым человеком Ефим Черепанов был принят на Выйский завод в качестве «мехового мастера» и довольно скоро стал признанным специалистом по воздуходувным устройствам, которые играли тогда важнейшую роль в металлургии. Ефим Черепанов изучал и другие машины и механизмы, которые применялись в железоделательном и медеплавильном производстве, и стремился их всячески усовершенствовать. Поэтому многие владельцы заводов привлекали его к решению наиболее сложных задач, связанных с организацией горно-металлургической промышленности, и он всегда быстро и искусно справлялся с порученным делом.
Посланный в числе шести искусных мастеров на Линдоловский железоделательный завод в конце 90-х годов, он работал столь успешно, что был оставлен там ещё с одним мастером на год против условленного срока. Мастеров отпустили с завода лишь по настоятельному требованию Демидова.
В 1812 г. Ефим Черепанов отлично решил задачу по устройству прокатных станов на казённом Нижне-Туринском заводе. Но известность крепостного мастера-самоучки не облегчила тяжёлых условий его жизни. Долгие годы за свою работу он получал ничтожную заработную плату, которая не обеспечивала хотя бы сносное существование его семьи. Ефим Черепанов женился в 1801 г. Через два года, в 1803 г., у него родился сын Мирон, который стал его верным учеником и продолжателем его дел. В 1807 г. талантливый механик был переведён на должность «плотинного» — отвечающего за устройство и эксплуатацию гидротехнических сооружений и водяных двигателей, вначале на Выйском, а затем и на всех девяти Нижнетагильских ; заводах Демидовых. В обязанности Е. А. Черепанова также вменялось решение различных технико-экономических вопросов, связанных с деятельностью заводов. За эту сложную работу он получал долгое время лишь 50 рублей ассигнациями в год. Через 8 лет заработки его доходили примерно до 8 рублей с небольшим в месяц.
