Павел Николаевич Яблочков (1847-1894)

Павел Николаевич Яблочков (1847-1894)

 
Павел Николаевич Яблочков

Павел Николаевич Яблочков - замечательный изобретатель, конструктор  и учёный - оказал громадное влияние на развитие современной электротехники. Его имя до сих пор не сходит со страниц научной электротехнической литературы. Его научное и техническое наследство очень значительно, хотя ещё и не подвергалось систематическому изучению.

Павел Николаевич Яблочков родился 14 сентября 1847 г. в родовом имении своего отца в хут. Байки около с. Петропавловского Сердобского уезда Саратовской губернии. Отец его слыл человеком очень требовательным и строгим. Небольшое поместье было в хорошем состоянии, и семья Яблочковых, не будучи богатой, жила в достатке; для хорошего воспитания и образования детей были все возможности.

Сохранилось очень мало сведений о  детских и отроческих годах П. Н. Яблочкова. Известно лишь, что мальчик  с детства отличался пытливым умом, хорошими способностями и любил строить и конструировать. В 12-летнем возрасте он придумал, например, особый угломерный инструмент, оказавшийся очень простым и удобным для землемерных работ. Окрестные крестьяне охотно им пользовались при земельных переделах. Домашнее обучение сменилось скоро гимназическими занятиями в Саратове. До 1862 г. П. Н. Яблочков учился в Саратовской гимназии, где считался способным учеником. Однако уже через три года Павел Николаевич был в Петербурге, в подготовительном пансионе, руководимом известным впоследствии военным инженером и композитором Цезарем Антоновичем Кюи. Можно предполагать, что особая любовь Яблочкова к конструированию и вообще интерес, который он с ранних лет проявлял к технике, заставили его покинуть гимназическую скамью и готовиться к поступлению в такое учебное заведение, в котором было бы достаточно возможностей для развития инженерных наклонностей молодого человека. В 1863 г. Павел Николаевич поступил в Военно-инженерное училище и, таким образом, избрал себе деятельность инженера.

Но военная школа с её усиленными строевыми занятиями, с общим  уклоном в сторону обучения фортификации и строительству разных военно-инженерных сооружений не была в состоянии удовлетворить  пытливого юношу, полного разнообразных  технических интересов. Лишь наличие в числе преподавателей таких выдающихся русских учёных, как Остроградский, Паукер, Вышнеградский и др., сглаживало многие недостатки обучения. Выпущенный в августе 1866 г. подпоручиком в 5-й сапёрный батальон инженерной команды Киевской крепости, П. Н. Яблочков вступил на инженерное поприще, к которому так стремился. Однако его работа не дала ему почти никаких возможностей для развития творческих сил. Всего 15 месяцев он прослужил офицером и в конце 1867 г. по болезни был уволен в отставку. Громадный интерес, который в то время всеми проявлялся к применению электричества для практических целей, не мог не коснуться П. Н. Яблочкова. Как за границей, так и в России к этому времени в области электротехники было сделано много важных работ и изобретений. Только недавно, на основе работ русского учёного П. Л. Шиллинга, электромагнитный телеграф получил широкое распространение; немного лет прошло со времени успешных опытов петербургского профессора и академика Б. С. Якоби по применению электродвигателя для движения судна и со дня изобретения им гальванопластики; только что стали известны важные работы Уитстона и Сименса, открывших принцип самоиндукции и положивших практическое начало построению динамомашин. Единственной школой в России, где можно было изучать электротехнику, были в то время Офицерские гальванические классы. И в 1868 г. можно было вновь увидеть П. Н. Яблочкова в офицерской форме в качестве слушателя этой школы, которая в годичный срок обучала военно-минному делу, подрывной технике, устройству и применению гальванических элементов, военной телеграфии. В начале 1869 г. П. Н. Яблочков, по окончании гальванических классов, был вновь зачислен в свой батальон, где стал во главе гальванической команды, исполняя одновременно должность батальонного адъютанта, на обязанности которого лежало заведывание делопроизводством и отчётностью.

Изучив в гальванических классах  основы современной ему электротехники, П. Н. Яблочков лучше, чем прежде, понимал, какие громадные перспективы  имеет электричество в военном деле и в обыденной жизни. Но атмосфера консерватизма, ограниченности и застоя на действительной военной службе вновь дала себя чувствовать. Отсюда решительный шаг Яблочкова - уход с военной службы по истечении обязательного годичного срока и при этом уход навсегда. В 1870 г. он вышел в отставку; на этом окончилась его военная карьера и началась деятельность в качестве электротехника, длившаяся непрерывно до самой смерти, деятельность богатая и разносторонняя.

Единственная область, в которой  электричество имело уже прочное применение в эти годы, был телеграф, и П. Н. Яблочков, сейчас же по выходе в отставку, поступает на должность начальника телеграфной службы Московско-Курской железной дороги, где он мог войти в непосредственное соприкосновение с разными вопросами практической электротехники, глубоко его интересовавшими.

В Москве в это время появилось  уже много лиц, интересовавшихся электротехникой. В Обществе любителей  естествознания широко дебатировались важнейшие вопросы, связанные с  применением электричества. Незадолго до этого созданный Политехнический музей был местом, где собирались московские пионеры электротехники. Здесь же для Яблочкова открылась возможность заняться опытами. В конце 1873 г. ему удалось встретиться с выдающимся русским электротехником В. Н. Чиколевым. От него Павел Николаевич узнал об удачных работах А. Н. Лодыгина по конструированию и применению ламп накаливания. Эти встречи оказали громадное влияние на П. Н. Яблочкова. Он решил посвятить свои эксперименты применению электрического тока для целей освещения и к концу 1874 г. настолько погрузился в свою работу, что служба в качестве начальника телеграфа Московско-Курской железной дороги, с её мелочными ежедневными заботами, стала для него мало интересной и даже стеснительной. П. Н. Яблочков оставляет её и полностью отдаётся своим научным занятиям и опытам.

Он оборудует в Москве мастерскую физических приборов. Здесь ему удалось  построить электромагнит оригинальной конструкции - его первое изобретение, здесь же он начал и другие свои работы. Однако дела мастерской и магазина при ней шли плохо и не могли обеспечить нужными средствами ни самого Яблочкова, ни его работы. Наоборот, мастерская поглотила значительные личные средства П. Н. Яблочкова, и он был принуждён прервать на некоторое время свои опыты и заняться выполнением некоторых заказов, как, например, устройством электрического освещения железнодорожного полотна с паровоза для обеспечения безопасного следования царской семьи в Крым. Эта работа была успешно проведена П. Н. Яблочковым и была первым в мировой практике случаем электрического освещения на железных дорогах.

В своей мастерской Павел Николаевич проделал много опытов над дутовыми лампами, изучил их недостатки, понял, что правильное решение вопроса  о регулировании расстояния между углями, т. е. вопроса о регуляторах, будет иметь решающее значение для электрического освещения.

Однако финансовые дела Яблочкова  окончательно расстроились. Собственная  мастерская пришла в упадок, так  как Павел Николаевич мало ею занимался, а всё время тратил на свои эксперименты. Чувствуя бесперспективность своих работ в технически отсталой России 70-х годов, он решается поехать в Америку на открывавшуюся Филадельфийскую выставку, на которой надеялся ознакомиться с электрическими новинками и одновременно экспонировать свой электромагнит. Осенью 1875 г. П. Н. Яблочков уезжает, но из-за отсутствия средств на продолжение путешествия остался в Париже, где тогда велось много разнообразных и интересных работ по применению электричества. Здесь он встретился с известным механиком-конструктором академиком Бреге.

Бреге сразу определил в П. Н. Яблочкове наличие выдающихся конструкторских  способностей и пригласил его  на работу в свои мастерские, в которых  в это время велось главным  образом конструирование телеграфных аппаратов и электрических машин. Приступив в октябре 1875 г. к работе в мастерских Бреге, П. Н. Яблочков не прекращал своей основной работы - усовершенствования регулятора для дуговой лампы, и уже в конце этого года вполне оформил ту конструкцию дуговой лампы, которая, найдя широкое применение под именем "электрической свечи", или "свечи Яблочкова", произвела полный переворот в технике электрического освещения. Этот переворот вызвал коренные изменения в электротехнике, так как открыл широкий путь к применению электрического тока, в частности переменного, для существенных практических нужд.

 
Свеча Яблочкова

23 марта 1876 г. есть  формальная дата рождения свечи Яблочкова: в этот день ему была выдана первая привилегия во Франции, за которой последовал затем ряд других привилегий во Франции и в других странах на новый источник света и его усовершенствования. Свеча Яблочкова отличалась исключительной простотой и представляла собой дуговую лампу без регулятора. Два параллельно поставленных угольных стержня имели между собой каолиновую прокладку по всей высоте (в первых конструкциях свечи один из углей был заключён в каолиновую трубку); каждый из углей зажимался своим нижним концом в отдельную клемму светильника; эти клеммы соединялись с полюсами батареи или присоединялись к сети. Между верхними концами угольных стержней укреплялась пластинка из дурнопроводящего материала("запал"), соединявшая между собой оба угля. При прохождении тока запал сгорал, а между концами угольных электродов появлялась дуга, пламя которой создавало освещение и, постепенно расплавляя каолин при сгорании углей, снижалось и основание стержней. При питании дуговой лампы постоянным током происходит вдвое более быстрое сгорание положительного угля; для того чтобы избежать потухания свечи Яблочкова при питании её постоянным током, требовалось положительный уголь сделать вдвое толще, чем отрицательный. П. Н. Яблочков сразу установил, что питание его свечи переменным током является более рациональным, так как при этом оба угля могут быть совершенно одинаковыми и будут сгорать равномерно. Поэтому применение свечи Яблочкова повлекло за собой широкое применение переменного тока.

Успех свечи Яблочкова превзошёл самые смелые ожидания. В апреле 1876 г. на выставке физических приборов в Лондоне свеча Яблочкова была "гвоздём" выставки. Буквально вся мировая техническая и общая пресса были полны сведений о новом источнике света и уверенности в том, что начинается новая эра в развитии электротехники. Но для практического использования свечи нужно было разрешить ещё много вопросов, без которых нельзя было вести экономически выгодную и рациональную эксплуатацию нового изобретения. Нужно было обеспечить осветительные установки генераторами переменного тока. Нужно было создать возможность одновременного горения произвольного числа свечей в одной цепи (до этого времени каждая отдельная дуговая лампа питалась самостоятельным генератором). Нужно было создать возможность длительного и непрерывного освещения свечами (каждая свеча сгорала в течение 1 1/2 часов).

Великой заслугой П. Н. Яблочкова  является то, что все эти чрезвычайно  важные технические вопросы получили самое быстрое разрешение при непосредственном участии самого изобретателя. П. Н. Яблочков добился того, что известный конструктор Зиновий Грамм стал выпускать машины переменного тока. Переменный ток скоро получил решительное преобладание в электротехнике. Конструкторы электрических машин впервые всерьёз принялись за постройку машин переменного тока, и П. Н. Яблочкову принадлежит разработка систем распределения тока при посредстве индукционных приборов (1876 г.), являвшихся предшественниками современных трансформаторов. П. Н. Яблочков первым в мире столкнулся с вопросом о коэффициенте мощности: при опытах с конденсаторами (1877 г.) он впервые обнаружил, что сумма сил токов в разветвлениях цепи была больше силы тока в цепи до разветвления. Свеча Яблочкова оказала решительное влияние на многие другие работы в области электрического освещения, дав, в частности, толчок развитию научной фотометрии. Сам П. Н. Яблочков обратился к построению электрических машин.

В конце 1876 г. П. Н. Яблочков сделал попытку применить свои изобретения на родине и поехал в Россию. Это было накануне турецкой войны. П. Н. Яблочков не был практическим дельцом. Встречен он был совершенно равнодушно, и ему, по существу, ничего не удалось сделать в России. Он, правда, получил разрешение на устройство опытного электрического освещения железнодорожной станции Бирзула, где и произвёл удачные опыты освещения в декабре 1876 г. Но и эти опыты не привлекли внимания, и П. Н. Яблочков вынужден был вновь уехать в Париж, тяжело потрясённый таким отношением к его изобретениям. Однако его как истинного патриота своей родины никогда не оставляла мысль видеть свои изобретения осуществлёнными в России.

С 1878 г. за границей началось широкое применение свечей Яблочкова. Был создан синдикат, который в  январе 1878 г. превратился в общество по эксплуатации патентов Яблочкова. В течение 1 1/2-2 лет изобретения Яблочкова обошли весь свет. После первых установок 1876 г. в Париже (универсальный магазин Лувр, театр Шатле, площадь Оперы и др.) устройства освещения свечами Яблочкова появились буквально во всех странах мира. Павел Николаевич писал одному из своих друзей в то время: "Из Парижа электрическое освещение распространилось по всему миру, дойдя до дворцов шаха персидского и короля Камбоджи". Трудно передать тот восторг, с которым было встречено во всем мире освещение электрическими свечами. Павел Николаевич стал одним из самых популярных лиц промышленной Франции и всего света. Новый способ освещения называли "русским светом", "северным светом". Общество по эксплуатации патентов Яблочкова получало колоссальные прибыли и не справлялось с нахлынувшей массой заказов.

Достигнув блестящих  успехов за границей, П. Н. Яблочков вновь возвратился к мысли  стать полезным своей родине, но ему не удалось добиться, чтобы  военное министерство Александра II приняло у него в эксплуатацию русскую привилегию, заявленную им в 1877 г. Он был принуждён продать её Французскому обществу.

Заслуги П. Н. Яблочкова  и громадное значение его свечи  были признаны самыми авторитетными  научными учреждениями. Ряд докладов был посвящен ей во Французской академии и в крупнейших научных обществах.

Годы блестящих успехов  свечи окончательно закрепили победу электрического освещения над газовым. Поэтому конструкторская мысль  продолжала непрерывно работать над  усовершенствованием электрического освещения. Сам П. Н. Яблочков построил электрическую лампочку другого типа, так называемую "каолиновую", свечение которой происходило от огнеупорных тел, накаляемых электрическим током. Этот принцип для своего времени был новым и многообещающим; однако П. Н. Яблочков не углубился в работу над каолиновой лампой. Как известно, этот принцип был применён четверть века спустя в лампе Нернста. Усилились также работы над дуговыми лампами с регуляторами, так как электрическая свеча была мало пригодна для прожекторных и тому подобных установок интенсивного освещения. В это же время Лодыгину в России, а несколько позже Лейн-Фоксу и Свану в Англии, Максиму и Эдисону в Америке удалось завершить разработку ламп накаливания, которые стали не только серьёзным конкурентом свечи, но и вытеснили её в довольно короткий срок.

В 1878 г., когда свеча  была ещё в блестящем периоде  своего применения, П. Н. Яблочков решается ещё раз поехать на родину для эксплуатации своего изобретения. Возвращение на родину было для изобретателя связано с большими жертвами: он должен был выкупить у французского общества русскую привилегию и за это должен был уплатить около миллиона франков. Он на это решился и приехал в Россию без средств, но полный энергии и надежд.