Первый запуск паровой машины ползунова где

Первый запуск паровой машины ползунова где

Забытая история русского энтузиаста-одиночки: первый запуск паровой машины Ивана Ивановича Ползунова

Мировая слава за изобретение парового двигателя досталась англичанину Джеймсу Уатту. Однако первое место должен был получить Иван Ползунов из России, который фактически на 18 лет ранее изобрел такой двигатель, но был незаслуженно забыт у себя на родине и в мире.

О паровой машине Ползунова расскажем в статье.

Главные факты об изобретателе

Несмотря на отсутствие денег в семье, после окончания школы, Иван с большим усердием учился непосредственно на заводе, куда попал в подчинение к механику.

Уже к 20 годам он стал специалистом высокой квалификации. Его отправили на Алтай, где планировалось открытие новых заводов по разработке месторождений и добыче золота, серебра. С этой задачей он справился блестяще.

Есть несколько интересных фактов о Ползунове:

1. Он окончил лишь 4 класса, где изучал арифметику и словесность.
2. Первый в мире изобрел двухцилиндровый двигатель.
3. Совершенно неизвестно, как выглядел изобретатель, не сохранилось даже одного наброска его внешнего облика.
4. В 1753 году Ива подал прошение, чтобы его отправили на обучение по пробирному и горному делу, но заявку так никогда и не удовлетворили.
5. Официальная версия гибели изобретателя – скоротечная чахотка. Одновременно с этим, нет ни одного подтверждения, что Иван когда-либо имел такое заболевание.

Об изобретателе его современники придумывали множество небылиц. Необразованные рабочие считали, что Иван схватил жар-птицу за хвост и заставил ее трудиться на благо людей, забывая, сколько ему пришлось перед этим изучить книг и трудов ученых.

Год создания аппарата

В апреле 1763 году Иван Иванович подает докладную записку с описанием своего изобретения – паровой машины. Канцелярия Колывано-Воскресенского горного начальства принимает положительное решение.

Работа по созданию машины началась в 1764 году. В основу был положен принцип работы парового двигателя Ньюкомена. Благодаря доработке российского изобретателя, машина работала без рывков и непрерывно.

Когда и как состоялся 1-й запуск?

16 декабря 1765 года уведомляет руководство, что его паровая машина построена и проводит первый пробный пуск, который проходит успешно. Однако принимается решение поставить ее на меха и пристроить временные плавильные печи.

18 апреля 1766 года у изобретателя начинается чахотка. 16 мая того же года, Иван умирает. 22 мая машину проверяют и принимается решение о вводе ее в эксплуатацию. 7 августа 1766 года машину запускают.

История изобретения

Будущий изобретатель родился в городе Екатеринбурге в 1728 году в солдатской семье. Иван обучался в Горнозаводской школе. Школа существовала при Екатеринбургском металлургическом заводе, поэтому Иван в 14 лет, после окончания обучения, попал учеником к главному механику.

Именно на этой должности он научился «читать» чертежи, делать расчеты, узнал многое о заводских машинах. Иван Иванович был смышленым молодым человеком, поэтому уже к 19 годам получил должность плавильного писаря на Барнаульском заводе. Уже к 31 году (1759) он получил звание офицера.

Все свое свободное время Ползунов проводил в заводской библиотеке. Он тщательно изучил труды М. Ломоносова и Ньюкомена, буквально пачками выписывал из столицы технические книги.

В 1763 году Иван Иванович предлагает своему руководству сооружение машины, которая позволит приводить в движение воздуходувные меха. Руководство одобряет его идею и направляет материалы в столицу. Уже через 12 месяцев приходит ответ, а это небывало короткий срок для таких заявок.

Ползунов получает звание инженерного капитана-поручика, «перепрыгнув» сразу через 2 чина. В придачу он получил 400 рублей в качестве вознаграждения. Но, самое главное, что императрица дает добро на создание так называемого «огненного двигателя».

В 1764 году Иван Иванович приступает к сооружению своего изобретения. У него получается поистине огромная махина, высотой 18,5 метров. Часть деталей была очень тяжелой, от 2,5 тонн.

Принцип работы и схема

Как работала паровая машина? Если верить сохранившимся чертежам, принцип был прост – в котле (7 метров высотой) из металлических листов вода подогревалась. Пар через специальные распределительные устройства поступал в цилиндры (длина 3 метра) и воздействовал на поршни.

Последние работали по принципу коромысла и были связаны с мехами, которые служили для поддува рудоплавильных печей. Вода в котел поступала автоматически. Мощность агрегата была 2,9 кВт.

Получается, что машина одновременно выполняла 2 действия – запускала и поддерживала работу водяного насоса и воздуходувных мехов.

Особенности

Современный ученные настаивают на том, что существенным недостатком «огненной машины» Ползунова, и всех подобных, является впрыскивание холодной воды. Есть если бы пар конденсировался за пределами цилиндра, то КПД было бы намного выше.

Несмотря на такие скромные показатели, экономический эффект от использования машины на тот момент был очень большим. Буквально за полтора месяца удалось окупить строительство и даже получить прибыль.

Есть несколько интересных фактов об изобретении Ползунова:

1. Иван Иванович применил оригинальное решение в своем изобретении – вместо балансиров он использовал шкивы, которые передавали непрерывное рабочее усилие на рукоятки мехов. На тот момент у изобретателя получился оригинальный автоматический механизм.
2. Паровая машина Ползунова, в отличие от иностранных аналогов, имела два цилиндра. Именно поэтому она могла не только откачивать воду, но и подавать дутье в печи.
3. Машина не требовала проточной воды и водяного колеса, то есть работала без вспомогательного гидравлического привода.

После остановки изобретения Ивана Ивановича, машину больше никогда не сделали заново.

Использование

В общей сложности машина отработала 1023 полезных часа. 10 ноября 1766 года она остановилась, треснул котел.

Хотя сам Иван Иванович предупреждал, что он подойдет исключительно для опытных работ, так как сооружен из очень тонкого металла.

На заводе не оказалось настолько технически подкованных сотрудников, чтобы отремонтировать котел. После нескольких неудачных попыток ремонта, ее оставили гнить на 15 лет, после чего разобрали.

Несмотря на такой короткий срок службы, машина полностью себя окупила (7 200 рублей) и даже принесла порядка 11 000 рублей прибыли, за вычетом всех расходов, включая заработную плату плавильщиков. За это короткое время удалось получить 14 фунтов золота и 14 пудов серебра. При этом машина работала не на полную мощь.

Значение

В те далекие времена практически все горные предприятия возводились близ рек, ведь для работы использовали водяные колеса, лошадиную и людскую силу.

Видео по теме статьи

О паровой машине Ползунова расскажет видео:

Заключение

Ивана Ползунова можно смело назвать энтузиастом-одиночкой, который был сам себе:

• чертежником,
• строителем,
• конструктором,
• поставщиком,
• механиком и организатором.

Но в то время не было большой надобности в таких машинах, ведь было огромное количество дешевой рабочей силы. Ползунов опередил свой век, поэтому его «детище» было заброшено.

Иван Иванович Ползунов

Иван Ползунов – известный российский ученый и изобретатель, специализировавшийся на теплотехнике. Ползунов известен как изобретатель первой в России машины, работающей на пару.

Детство и юность

Иван родился в Екатеринбурге в 1728-м году. Его отец был отставным солдатом. Обучение будущий изобретатель проходил в арифметической школе.

В 1742-м году молодой человек окончил учебное заведение и начал работать учеником мастера на одном из уральских заводов. Это направление и определило дальнейшую биографию ученого.

Профессиональная деятельность

Когда Ивану было двадцать лет, он получил направление на Колывано-Воскресенские заводы, что находятся на Алтае. Здесь добывались драгоценные минералы и металлы, которые потом пополняли царскую казну. Иван должен был готовить отчеты о добыче полезных ископаемых.

Считается, что первый опыт в конструкторском деле Ползунов получил в 1754-м году, когда запустил строительство вододействующей лесопилки.

Опыт в конструкторской деятельности у Ивана был минимальным, но он компенсировал этот недостаток постоянным самообразованием. В свободное время он штудировал книги по минералогии и металлургии. В итоге он стал одним из самых профессиональных работников завода. Ползунов считал, что крайне необходимо облегчить труд рабочих. Он подготовил много интересных проектов, которые были направлены на улучшение трудовых условий рабочего персонала. К сожалению, большая часть этих проектов так и осталась в архивах.

Михаил Ломоносов был для Ползунова настоящим авторитетом. Иван внимательно изучил труды ученого в области физики и химии, а также добычи полезных ископаемых. Не оставил без внимания Ползунов и труды другого ученого, И.А. Шлаттера. В этих работах описывался принцип действия паровых машин, которые внедрялись в промышленное производство европейских стран.

В России же практически все горнодобывающие предприятия пользовались водяным колесом. Ползунов решил, что необходимо заменить устаревшие конструкции на более удобные и производительные паровые установки. В 1763-м году ученый представил проект так называемой «огненной машины».

Авторская разработка Ползунова отличалась от европейских аналогов – российская установка имела два цилиндра, могла откачивать воду и выводить дутье в печи. Вскоре Иван усовершенствовал механизм и модернизировал его для других нужд предприятия.

Вскоре проект был показан императрице Екатерине II, которая пришла в полнейший восторг. С легкой руки монаршей особы Ползунову был пожалован чин инженерного капитан-поручика. Получил ученый и денежную награду в 400 рублей, а также удостоился направления на учебу в Академию наук.

В 1764-м году Ползунов берется за создание новой паровой установки, которая была в 15 раз мощней его первого изобретения. Чуть больше года понадобилось ученому, чтобы завершить работу. Высота механизма составляла более 18 метров, а вес – 2720 кг. Для работы агрегата понадобились новые инструменты, в том числе и усовершенствованный токарный станок.

Смерть

Ученный денно и нощно работал над новой паровой машиной. Изнурительная работа ослабила его здоровье. Вскоре Иван заболел чахоткой и умер за неделю до запуска проекта всей своей жизни.

Летом 1766-го года машина была приведена в действие. Работала она до самого ноября. За такое короткое время механизм оправдал надежды своего создателя – механизм полностью себя окупил и принес огромную прибыль.

Однако, когда перегорел котел конструкции, было решено не восстанавливать машину. Установку разобрали, а имя ее создателя на долгие годы кануло в Лету.

Иван Ползунов внес огромный вклад в развитие российской науки. Сегодня его именем назван Алтайский технический университет, рядом с которым находится памятник великому изобретателю.

Ссылки

Для нас важна актуальность и достоверность информации. Если вы обнаружили ошибку или неточность, пожалуйста, сообщите нам. Выделите ошибку и нажмите сочетание клавиш Ctrl+Enter .

Как известный алтайский изобретатель Иван Ползунов создавал первую в России паровую машину

Имя этого человека носит вуз и улица Барнаула. Именно Иван Ползунов в 1764 году создал первую в стране паровую машину, проект которой представили Екатерине II. Нигде не сохранилось его портретов, никто не знает точно, как он выглядел. Однако слава, которую принес Ползунов отечественной механике, навсегда войдет в историю. Алтайский краевед, писатель Александр Коленько напомнил историю создания знаменитой «огненной» машины».

Власти забраковали проект

Иван Ползунов родился в семье солдата, выходца из крестьян города Туринска. После окончания в 1742 году Горнозаводской школы в Екатеринбурге, Ползунов был «механическим учеником» у главного механика уральских заводов Н. Бахарева. В возрасте 18 лет с группой горных специалистов он приехал на Алтай, в следующем году был зачислен в штат Канцелярии Колывано-Воскресенских заводов гиттеншрейбером на сереброплавильный завод.

Две страсти неотступно владели Ползуновым. Он мечтал «измыслить способы» облегчить тяжелый труд «работных людей», добывающих и плавящих руды. С этим сливалось и второе страстное стремление — тяга к техническому творчеству. Он делал многое: занимался учетом металла, чертежным делом, выплавкой стекла, транспортировкой руды и разведкой для этого сухопутных и водных путей, строительством судов, пильной мельницы, амбаров для хранения руды и провианта, жилья для людей, энергетикой завода. Делал чертежи и расчеты, сопровождал в Петербург обозы с серебром и выполнял другие поручения.

Все свое свободное время Ползунов отдавал изобретениям. Одно из его технических детищ — тепловой двигатель, но все же изобретательством и рационализацией он занимался непрерывно. Именно Ползунов предложил экономичный способ постановки грузовых судов на зимнее хранение: на дне реки устанавливали деревянные настилы, на которые суда можно было заводить «без подъему». Когда вода спадала, суда оказывались на суше.

Известно, что самые большие трудозатраты на Колывано-Воскресенских заводах шли на транспортировку руды. В то время плавильные заводы приходилось строить на берегах рек, на большом удалении от рудников, и Ползунов поставил целью «огонь слугой к машинам склонить» и тем самым «водное руководство пресечь», то есть получить возможность строить заводы не на реках, а поблизости от рудников.

В возрасте 35 лет Ползунов подал начальнику заводов первый проект огнедействующей машины. Когда проект алтайского самородка попал в столицу, то процесс его реализации затянулся, но нашего земляка повысили по служебной лестнице и подняли жалование до 240 рублей в год. Ползунову повезло, что в годы создания машины главным командиром Колывано-Воскресенского горного округа был А.И.Порошин, поддержавший его изобретение.

Фото: Пресс-служба АлтГТУ

26 марта канцелярия во главе с Андреем Порошиным заслушала доклад Ползунова и согласилась с его предложением. А 31 марта алтайскому изобретателю выдали черновые материалы для строительства машины, 13 мая прошло ее первое испытание. Горное начальство пообещало не взыскивать с Ползунова убытки в случае неудачи с ее постройкой и дало ему в помощь несколько рабочих.

Строительство паровой машины обошлось Канцелярии в 7455 рублей 51 копейку. К слову, на эти деньги можно было построить два полноценных сереброплавильных завода, утверждает краевед Александр Коленько.

«Огненную машину» Ползунова на 12 печей воздвигли в предельно короткий срок — за два года. Двигатель его современники называли «плавиленной фабрикой», он развивал мощность около 40 лошадиных сил. Высота машины составляла 10 метров, а цилиндров — около трех метров.

Кстати

Вскоре после испытаний и работы «огненной машины» главный командир Колывано-Воскресенского горного округа был Андрей Порошин писал:

«Оная машина, как к выливанию из глубоких горных работ, так и как к подъему на какую-то высоту воды, а особливо к действию плавильных печей, где лесов довольно, а воды нет, весьма была бы способна, ибо чрез действие оной машины, раздувание в плавильных печах жару, при искустном и радетельном плавильщике, от беспрерывного течения воздуха несравненно полезнее и к выплавке металлов поспешнее, нежели от вододействующих при алавильных печах машин», — приводит слова командира Коленько.

Сооружение было настоящим подвигом

Все понимали новаторское значение машины Ивана Ползунова, в том числе и «иноземцы». Сооружение такой машины в тех условиях было сказочным подвигом. Ивана Ивановича отличало среди других офицеров отличное знание производства, новаторство, острота ума, смелость в решениях и твердость характера. Несмотря на то, что дело стремительно шло к пуску, изобретателю так и не суждено было дожить всего семь дней до этого счастливого часа. Иван Ползунов умер 16 мая 1766 года в возрасте 38 лет от чахотки, которая теперь называется туберкулезом.

Знаменитая машина даже не проработала двух месяцев, за это время при неполной нагрузке дала чистой прибыли 11 тысяч серебром. Потом начались проблемы — потек котел, появилась течь между поршнями и стенками цилиндров. Технически малограмотные работники не знали, как устранить естественно возникшие в ходе эксплуатации неисправности. Власти страны, не соглашавшиеся на строительство машины, после советов нескольких приближенных решили ее ликвидировать. Двигатель, принесший славу отечественной механике, уничтожили в 1782 году при главном командире заводов Меллере. После 15 лет бездействия машину разобрали, а детали ее сдали на склад. Аналогичный двигатель в России больше не строили. Лишь в 1825 году для Барнаульского металлургического музея изготовили ее модель, которая сохранилась до наших дней.

Уже позднее Алтайскому государственному техническому университету присвоили имя Ивана Ползунова, а напротив главного корпуса установили памятник прославившемуся изобретателю. Кстати, именем земляка названы улицы в 17 городах страны. А в 1970 году Международный астрономический союз присвоил имя И.И. Ползунова кратеру на обратной стороне Луны.

Из досье

Александр Петрович Коленько родился 1 января 1953 года в селе Хабары Алтайского края. Первые пробы пера относятся к школьным и студенческим годам. Статьи Александра Коленько печатали в хабарской районной газете «Вестник целины», газетах «Алтайская правда», «Молодежь Алтая», всесоюзном издании «Медицинская газета», институтской газете «Медик Алтая».

В 1978 году окончил Алтайский государственный медицинский институт. Работал в Хабарской центральной районной больнице (ЦРБ) заведующим педиатрическим отделением, педиатром в Павловской детской поликлинике, врачом инфекционного отделения Павловской ЦРБ. Еще в начале трудовой деятельности Александр Петрович увлекся историей района, а позже — Павловского сереброплавильного завода, поселка.

vikond65

Сегодня исполнилось ровно 255 лет с того дня, когда в России заработал первый паровой двигатель. 18 августа 1766 года на Барнаульском Серебряном заводе была запущена промышленная паровая машина, спроектированная и построенная «механикусом» Иваном Ивановичем Ползуновым. К сожалению, сам Ползунов этого не увидел, так как за неделю до пуска агрегата он умер от скоротечной чахотки в возрасте всего 38 лет.

По поводу машины Ползунова существуют два противоположных мнения. Одни считают, что русский инженер изобрел первый в мире паровой двигатель, а англичанину Джеймсу Уатту незаслуженно приписали его изобретение. Другие, напротив, утверждают, что Ползунов ничего не нового не выдумал, а просто скопировал пароатмосферную машину Ньюкомена, созданную еще в 1705 году и широко известную в середине XVIII века.

Как это нередко бывает, истина лежит посередине. Машина Ползунова действительно относится к классу пароатмосферных, однако, она отнюдь не являлась копией установки Ньюкомена. Ползунов значительно изменил и усовершенствовал исходный образец. В отличие от более ранних подобных машин, двигатель Ползунова — двухцилиндровый, с поочередной подачей пара в цилиндры при помощи автоматического клапана-переключателя. Это позволило вдвое повысить мощность и сделать работу более равномерной.

Двигатель развивал мощность 32 лошадиные силы, которых хватало для привода двух больших мехов, осуществлявших наддув сразу девяти плавильных печей. На момент ввода в строй он являлся крупнейшим и мощнейшим тепловым двигателем в мире. К сожалению, при этом он был еще и единственным в России, тогда как в Англии в 1766 году имелось уже более 100 паросиловых установок, а в других странах Европы — еще несколько десятков.

К тому же, проработал он всего несколько месяцев, поскольку Ползунов не успел подготовить учеников, в Барнауле не нашлось достаточно квалифицированных специалистов, чтобы грамотно обслуживать и поддерживать в рабочем состоянии столь сложное устройство. Но за недолгое время работы двигатель успел окупить свою постройку и даже принести прибыль.

Однако в дальнейшем у нас почти полвека ничего подобного не строили. Архаичное российское общество XVIII столетия оказалось психологически не готовым к промышленной революции, а талантливые изобретатели-одиночки, вроде Ползунова, Нартова или Кулибина, не могли изменить ситуацию.

На заставке — портрет Ивана Ползунова и чертеж его двигателя. Портрет — фантазийный, так как прижизненных изображений «механикуса» не сохранилось, а чертеж — подлинный, точнее, это прорисовка подлинного чертежа, сделанного самим изобретателем.

Макет заводского здания, в котором размещалась паровая машина.

Кинематическая схема машины Ползунова с приводом на мехи и ее действующая модель.

Похожие публикации:

1. Микрофон пограничного слоя что это
2. Почему будет мкад закрытый 22 23 февраля
3. При какой температуре замерзает тосол в радиаторе
4. Как снять обшивку двери фольксваген транспортер т5

Иван Ползунов

Иван Иванович Ползунов. 14 марта 1728 – 27 мая 1766. Русский изобретатель, создатель первой в России паровой машины и первого в мире двухцилиндрового парового двигателя.

Неофициально:

1. Эра паровых машин началась по всей Европе практически одновременно: в начале XVIII века. От внедрения «огневых», как их тогда называли, машин принято отсчитывать начало промышленной революции. А первую паровую машину в России создал Иван Иванович Ползунов.

2. Солдатский сын родился в Екатеринбурге, в 1728 году. Его отец солдат, применяя современную терминологию, строительных войск Иван Алексеевич Ползунов, озаботился будущим сына – отдал учиться в знаменитую и популярную на промышленном Урале Горнозаводскую школу при Екатеринбургском металлургическом заводе.

3. Арифметику и словесность десятилетний парнишка осваивал успешно. И через четыре года перешел в «механические ученики» к заводскому механику Никите Бахареву. Вот где была настоящая школа, инженерные университеты Ползунова: механика, расчеты водяных машин, черчение, металлургия.

4. Помощь «механического ученика» Ползунова, видимо, была знатной, раз Никита Бахарев дважды представлял его к повышению жалованья.

5. В 1747 году решили развивать казенный завод на Алтае. По дороге в Барнаул главный командир Колывано-Воскресенских заводов Андреас Беэр посетил Екатеринбург и отобрал для царских заводов группу перспективных и нужных специалистов. Молодой восемнадцатилетний Иван Ползунов тоже был рекрутирован и покинул родной Урал.

6. На Барнаульском медеплавильном заводе Ползунов начал с должности смотрителя и учетчика при плавильных печах, по-тогдашнему, гиттеншрейбера.

7. Способного и сметливого юношу быстро приметили: не каждый будет так вникать в тонкости металлургического дела! Его произвели в младший шихтмейстерский чин с увеличением оклада до 36 рублей в год.

8. Чем только не занимался Ползунов в Барнауле: переплавлял руду, ремонтировал и строил суда, искал горновой камень, заготавливал тёс и дрова, выжигал уголь для металлургических печей.

9. Ползунова даже облекли высочайшим доверием – доставить в казну, в далекий Санкт-Петербург обоз с серебром и золотом. Ему доверили и крупную сумму денег для покупки товаров, нужных заводу.

10. На Змеиногорском руднике Ползунов устроил, вероятно, самую первую систему работы водяных колес, для работы которой вода подается по специальному каналу на большое расстояние от плотины. Все заводские машины приводились в действие водой, накопленной в запруженных плотинами прудах.

11. Но сколько не строй деривационных каналов по примеру ползуновского, энергия воды не обеспечит развития производства. «Водяное руководство пресечь» предлагает Ползунов. И добавляет: «Я должен все возможные труды и силы на то устремить, коим бы образом огонь слугою к машинам склонить».

12. В 1763 году начальник Колывано-Вознесенских заводов Порошин получает от Ивана Ползунова предложение о постройке огнедействующей машины для заводских нужд.

13. «Огнедействующая машина» Ползунова на самом деле представляла собой первый в мире двухцилиндровый двигатель. Два цилиндра работали на один общий вал, и это позволило двигателю действовать без какого-либо использования гидравлической энергии даже в сухих местах и в горах. Это был большой шаг вперед по сравнению с существовавшими тогда паровыми машинами, которые были не способны обходиться без вспомогательного гидравлического привода.

14. Проект отослали Екатерине II, и матушка-царица оценила: Ивана Ивановича наградили 400 рублями и повысили в чине сразу на две ступени – до капитан-поручика. В суть, правда, вникать никто не стал.

15. Заводское начальство милостиво соглашается начать работы, но помощи никакой не оказывает, нужных работников-помощников не выделяет – обходись несмышлеными учениками, да и тех небольшое число пользуй.

16. В 1764 году Ползунов приступил к созданию парового двигателя невиданной для его времени мощности – 32 лошадиные силы. Установка, предназначенная для привода воздушных насосов для сталеплавильных печей, впервые позволила отказаться от водяных колес вообще. И не на картинке, а в реальном заводском производстве.

17. Размеры паровой машины Ползунова характеризует хотя бы то, что отдельные его части весили до 170 пудов. Для циклопического сооружения пришлось еще изобретать и сооружать специальные станки.

18. Через полтора года после начала работ паровая машина была готова, опробована, но полноценно испытать ее не получилось – обслуживаемая ею воздуходувная машина не была готова, и нагрузку некуда было передавать.

19. Работа с перенапряжением и в неотапливаемом помещении с утра до ночи подорвала здоровье ученого и изобретателя. До официального пуска машины он не дожил неделю. 27 мая по новому стилю 1766 Ползунов скончался от чахотки. Было ему в ту пору 38 лет.

20. Его машине долгого века тоже не отпустили. Она проработала полтора месяца, принесла невиданную прибыль, но потом сломалась. Чинить ее не стали – дармовой рабочей силы и без машины хватало. Ползунов просто опередил свое время.

21. Имя Ивана Иванович Ползунова присвоили Алтайскому государственному техническому университету. Напротив его главного здания стоит памятник изобретателю. Еще один памятник Ползунову украшает Великий Новгород.

Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.

Иван Иванович Ползунов – создатель первого в мире универсального парового двигателя

История

Просмотров 15.4к.

Одним из наиболее выдающихся русских изобретателей, современ­ников Ломоносова, был Иван Иванович Ползунов, сын солдата Ека­теринбургской горной роты (солдаты горных рот использовались как на строительных работах при сооруже­нии заводов и крепостей, так и для охраны), крестьянина по происхождению. И.И. Ползунов родился в 1729 году (эта дата установлена советским историком А.Г. Козловым, прежде в биографиях Ползунова сообщались другие даты рождения изобретателя — либо 1730, либо 1728 года).

И.И. Ползунов. Юность

К этому времени уральская горнозаводская промышленность насчи­тывала четыре десятка казённых и частных предприятий. В 1722 году был основан город Екатеринбург — поселение при боль­шом новом заводе на берегу реки Исети. На Екатеринбургском заводе, первоначальный проект которого принадлежал В.Н. Татищеву, имелись не только доменное и кричное (железоделательное) производства, но и раз­нообразные металлообрабатывающие «фабрики» (цеха). Это предпри­ятие было задумано талантливым сподвижником Петра I как образцо­вое. Строительство завода завершено было другим видным деятелем петровского времени — В. де Генниным. На заводе применялся ряд новых и передовых по тому времени технологических процессов и меха­низмов.

Ползунов учился в Екатеринбургских заводских школах — словес­ной (с 1736 по 1738 года) и арифметической (с 1738 по 1742 года).

Обе эти школы, или, точнее, две ступени одного заводского училища, были основаны В.Н. Татищевым. Это начинание было продолжено В. де Генниным.

В работе Геннина «…О вновь строенных и старых исправленных гор­ных и заводских строениях и прочих куриозных вещах абрисы)», написанной в 1735 году, есть особый раздел, посвященный зада­чам обеих Екатеринбургских заводских школ. В первой, словесной школе, воспитанников должны были обучать грамоте по «Азбуке» и по тем же традиционным «пособиям», по которым учился и юный Ломоносов, по «Часослову», «Псалтыри» и т. д. В арифметической школе предусматри­валось изучение арифметики, геометрии, тригонометрии, рисования и чер­чения. В 1734 году во главе управления уральскими заводами вновь был поставлен В.Н. Татищев. Он расширил программу преподавания в за­водских школах, введя в нее механику, пробирное дело (искусство про­изводить пробы руд), латинский и немецкий языки. Кроме того, будучи сторонником сочетания учения с практикой на заводах, он предписал обучать воспитанников резьбе и гранению камней, токарному, столярно­му и паяльному делу. По выражению Татищева, ученикам следовало «не токмо присматриваться, но и руками по возможности применяться и о искусстве ремесла — в чем оное состоит — внятно уведомиться и рассуж­дать: из чего лучше или хуже может быть». Мастера обязаны были под­робно объяснять это воспитанникам.

К тому времени, как Ползунов поступил в заводское училище, эти предписания Татищева уже осуществлялись. Правда, мы не знаем, были ли все перечисленные учебные предметы пройдены Ползуновым, так как он окончил словесную школу, но из арифметической он был взят на службу досрочно. Однако дальнейшая деятельность Ползунова доказы­вает, что за годы пребывания в заводском училище он получил извест­ную первоначальную подготовку для решения различных производствен­ных задач.

Ученик механика

25 февраля 1742 года четырнадцатилетний ученик арифметической школы Иван Ползунов был «определён» в «механические» (или «машин­ные») ученики к механику уральских заводов Никите Бахареву. Жало­ванье Ползунову было установлено в размере «полтины в месяц» (вме­сто положенного по штату 1 рубля) и то выплачивалось с большими задержками.

Обязанности Ползунова были разнообразны и ответственны. Он вместе с другими учениками должен был во всем помогать Никите Бахареву, а в обязанности «механикуса, или машиниста», входил широкий круг заводских и рудничных дел. Механик должен был руководить по­стройкой доменных, кричных и иных заводских цехов, водоподъемных и рудоподъемных машин на рудниках, лесопильных и иных «мельниц» и т. д.

К 40-м годам на Урале имелось уже 22 казенных и 39 частных гор­нометаллургических заводов, причем продолжали вступать в строй но­вые предприятия. Уральская металлургия была на подъеме. Росла выра­ботка чугуна и железа.

На Урале Ползунов приобрёл большой производственный опыт. Он хорошо ознакомился с мануфактурной заводской техникой.

Алтай

В 1747 году производился набор уральских мастеров и различных спе­циалистов для алтайских Колывано-Воскресенских заводов. В числе уральцев, отправленных на Алтай, был и механический ученик Иван Ползунов. Любопытно, что алтайское начальство было в первый момент разочаровано, что на эту должность направили какого-то безвестного девятнадцатилетнего механического ученика Ползунова вместо более солидного унтер-механика (младшего механика) Костромина, о при­сылке которого оно просило.

Ползунов приехал на Алтай в начале 1748 года и назначен был гиттен-шрейбером, т. е. делопроизводителем по заводским (буквально: домен­ным) делам Барнаульского завода с окладом 2 рубля в месяц.

Горный округ Колывано-Воскресенских заводов, занимавший боль­шую часть Томской губернии и часть Омской области, охватывал терри­торию в 443 тыс. км 2 , что равняется примерно площади нынешней Швеции. Горный промысел на Алтае уходит корнями в глубокую древ­ность (самое слово «Алтай» происходит от монгольского корня, означаю­щего «золото»).

В 1725 году Никифор Клеопин и Федор Головин построили первую плавильную печь в истоках р. Локтевки: эту дату позднее такой знаток истории Колывано-Воскресенских заводов, как Петр Козьмич Фролов, считал датой основания горного производства на Алтае.

В 1738 году был построен второй завод на Алтае — Барнаульский (в устье реки Барнаулки) на большом расстоянии от месторождений. Бар­наульский завод позднее стал центром всего горного дела на Алтае. Недостатком обоих заводов было их сравнительно отдаленное располо­жение от лесных массивов.

Несколько раньше открыто было (рудознатцем Лелесновым) бога­тейшее Змеиногорское месторождение, где в 1742 году заложен был руд­ник. По преданию, оно получило свое название от великого множества змей, водившихся в этом месте.

На Колывано-Воскресенских заводах, как и на всех мануфактурных предприятиях, господствовал ручной труд. На рудниках использовались ручные приводы для подъема руды, откачка воды из шахт и т. п. Кон­ные приводы встречались редко. На­чинали также применять водяные двигатели.

Применение первых вододействующих механизмов на Змеиногорском руднике (вернее на заводах, связанных с этим рудником) относит­ся к концу 40-х годов XVIII века, т. е. как раз ко времени приезда на Алтай Ползунова.

Ползунов был переведен на Алтай в те годы, когда как раз начи­нался период быстрого развития алтайской металлургии. Колывано-Воскресенские заводы расширялись и перестраивались в техническом отношении, оснащались значительным количеством различных вододействующих установок.

Кабинетское начальство делало ставку на специалистов, приглашен­ных из-за границы, или на горных офицеров (инженеров) дворянского происхождения. Начальство склонно было вообще игнорировать техни­ческое новаторство крепостных и даже свободных «простолюдинов». Но дворяне неохотно шли в горные училища, предпочитая военную и «стат­скую» гражданскую службу. Иностранцы (среди которых встречалось, конечно, немало честных и способных специалистов) часто, к сожале­нию, больше думали о личной наживе, чем о развитии производства в чужой стране.

Острая нехватка преданных делу, одаренных и знающих горных специалистов приводила к тому, что горное начальство стало допускать в горные училища сыновей солдат, мещан и даже мастеровых. Впоследствии их могли (как редчайшее исключение) перевести из унтер-офицерских горных чинов в офицерские.

Труден, долог был путь выходцев из народа к образованию и к воз­можности претворять свои знания в жизнь. Годами выполняли они свои обязанности, числясь в низшем звании. И все же обойтись без них гор­ное начальство не могло.

Детям этих людей, считавшимся «офицерскими детьми», было уже легче учиться и работать. Из этой-то прослойки и выросла замечатель­ная плеяда выдающихся гидротехников и механиков. Множество конст­рукций вододействующих сооружений было создано на территории Колывано-Воскресенских заводов горными специалистами из мастеро­вых, солдат и крестьян. К их числу принадлежали, кроме И.И. Ползунова, К.Д. Фролов, Ф.С. Ваганов, Д.Ф. Головин и многие другие.

Необходимость развития производительных сил страны заставляла заводскую администрацию все больше использовать «простолюдинов» в деле решения важнейших технических задач. Именно выходцы из «по­датного сословия», за привлечение которых к решению хозяйственных и государственных дел так ратовал М.В. Ломоносов, опиравшиеся на помощь мастеров и работных людей, добились во второй половине XVIII века значительных успехов в заводском и рудничном деле.

Гидротехник на Колывано-Воскресенских заводах

В течение полутора десятков лет Ползунов занимался различными областями алтайского горнометаллургического производства, уделяя особенное внимание гидротехническим сооружениям.

В «Проспекте» (плане) реконструкции Барнаульского завода, со­ставленном и вычерченном Ползуновым в 1751 году, перечисляется не­сколько вододействующих установок. Водяные колеса приводили в дви­жение воздуходувные мехи, молоты, толчею, лесопилку и мукомольную мельницу. Большая часть вододействующих установок к этому времени уже действовала, но некоторые предполагалось выстроить заново или реконструировать.

В 1748 году на Змеиногорском руднике было построено первое вододействующее рудообогатительное заведение.

Его работа доказала заводской администрации выгодность вновь введенного процесса обогащения руд. Горное начальство решило поэто­му построить второе рудообогатительное предприятие на Змеиногорском руднике.

В проектировании второго рудообогатительного предприятия Змеиногорского рудника принимал участие И.И. Ползунов. Согласно этому проекту, подписанному И.С. Христиани (заместителем начальника Колывано-Воскресенских заводов) и унтер-шихтмейстером Иваном Ползуновым в апреле 1752 года, предполагалось построить, между прочим, для промывочного цеха вододействующее колесо, которое должно было поднимать при толчении руд 9 пестов, и ряд промывочных устройств. К 1753 году новая плотина и рудообогатительное заведение были построе­ны, хотя и с некоторыми отступлениями от первоначального плана.

Наряду с участием в разработке технических проектов Ползунов выполнял разнообразную текущую работу. Ползунову приходилось при этом разъезжать по обширной территории алтайских заводов, то по гу­жевым дорогам в зимнюю стужу и осеннюю непогоду, то по полновод­ным и бурным рекам. Так, например, в 1752 году он проводил освидетель­ствование заводских судов, зимовавших в затоне на реке Чарыше.

В 1753 году он должен был проверять наличие запасов руд и припасов на пристанях, чтобы установить, можно ли будет на наличных судах доставить летом эти запасы вниз по реке Чарышу, а затем по Оби в Бар­наул. В задачи Ползунова входило также выяснение вопроса: не пона­добится ли строить новые суда и имеются ли для этого необходимые запасы. Для размаха речных перевозок на Колывано-Воскресенских за­водах в середине XVIII века показательна установленная Ползуновым цифра грузоподъемности организованного им каравана судов — 50 тыс. пудов руды.

Наряду с этим Ползунов неустанно пополнял свои знания. По бескорыстной, самозабвенной любви к науке и технике Ползунов был подлинным представителем ломоносовской плеяды. Эту тягу к знанию ярко отражает прошение Ползунова от 5 марта 1753 года: двадцатипяти­летний унтер-шихтмейстер добивается права изучать и в теории, и на практике плавильное и приборное дело, чтобы никто из сотрудничавших с ним мастеров не мог упрекнуть его в неосведомленности.

С мая по ноябрь 1753 года Ползунов изучал плавильное дело и про­бирное искусство.

Затем он был отправлен на Змеиногорский рудник для совершенст­вования в горном деле. Там Ползунов пробыл год. Первые полгода он изучал различные горные работы и составлял соответствующие чертежи.

Затем Ползунов принял участие в постройке близ плотины лесопил­ки с водяным приводом. Вода подводилась к лесопилке через водоотвод­ный (деривационный) канал.

В свое время В. де Геннин, ссылаясь на частые стужи и заморозки, решительно заявлял, будто в России невозможно успешное исполь­зование таких каналов.

Своей практической деятельностью И.И. Ползунов, К.Д. Фролов, Д.Ф. Головин, Ф.С. Ваганов и другие передовые алтайские мастера доказали несостоятельность этих рассуждений.

Это позволило применять плотины новых типов, а также использо­вать реки, на которых прежде заводы не строились из-за угрозы разру­шительных паводков. Теперь цехи заводов стало возможно сооружать на безопасном расстоянии от реки.

События вскоре доказали правильность технических предположений Ползунова. Весенним паводком 1755 года была сорвана первоначальная Змеиногорская плотина, от которой шел деривационный канал. Если бы этого канала не было, а лесопилка стояла у самой плотины, то она была бы разрушена. Теперь же заведение осталось целым. Сохранился пол­ностью и канал. При работах по восстановлению лесопилки (весной 1755 года) этот канал был продолжен до русла речки.

В 1754 году заводское начальство вернуло Ползунова со Змеиногорского рудника в Барнаульскую канцелярию. Талантливому мастеру не давали возможности применить на практике свои знания и накопленный опыт, поручая текущие административно-хозяйственные дела — построй­ку, ремонт и сплав судов, приемку руд, расчеты с работными людьми, увольнение больных и т.д.

Шихтмейстер — первый горный офицерский чин

Большой интерес для Ползунова представляло лишь порученное ему в конце 1757 года дело: сопровождать обоз серебра и золота в Петер­бург. Ползунов должен был передать кабинетному начальству пакет с различными донесениями и рапортами, в том числе и непосредственно интересующее его ходатайство заводской Канцелярии от 31 декабря 1757 года о производстве унтер-шихтмейстера Ползунова, учитывая его многолетнюю плодотворную работу, в чин шихтмейстера, т.е. в млад­ший горный офицерский чин, соответствующий званию прапорщика или коллежского регистратора.

Согласно «табели о рангах» (классификации чинов) XVIII века горные чины, обычно обозначавшиеся названиями немецкого происхождения (такой порядок был заведён вопреки протестам В.Н. Татищева), считались соответствующими офицерским, а также определённым гражданским чинам. Два младших горных офицерских чина именовались «шихтмейстерами» (сменными мастерами) 14-го и 13-го классов. Чин «шихмейстера» 14-го класса соответствовал званию прапорщика, а «шихмейстера» 13-го класса – званию подпоручика. Далее следовали чины «берггешворена» (присяжного надзирателя рудника), что соответствовало чину поручика; «гиттенфервальтера» (руководителя доменным цехом), по чину равного штабс-капитану; «маркшейдера» (горного геодезиста или землемера), соответствующего капитану или капитан-поручику. Старшие руководители рудничных и заводских работ имели чины «бергмейстера» (равный майору), «обербергмейстера» (подполковника), «берггаумптмана» (полковника) и «оберберггаумптмана» 5-го, 4-го и 3-го классов (генеральские чины).

В жизни солдатского сына Ползунова, которого до этого могли безнаказанно оскорблять, подвергать телесным наказаниям и просто бить под сердитую руку начальники всех рангов, получение низшего, четырнадцатого, «классного чина» должно было явиться очень важным событием.

Дважды, еще находясь в «простом» звании, привлекал Ползунов к ответственности канцеляристов, посмевших оскорбить его или членов его семьи. Правда, отходчивый и немстительный по натуре мастер в обо­их случаях в конце концов прощал своим обидчикам и прекращал дело против них. Однако пройти мимо нанесенных ему оскорблений он не мог.

Чин шихтмейстера тоже был невелик, но все же он должен был за­ставить и надменных начальников и наглых канцелярских чиновников держать себя с Ползуновым более вежливо. Производство в низший классный чин должно было и несколько улучшить поистине бедственное положение Ползунова. Имея на своем иждивении мать, жену и других членов семьи, талантливый мастер получал лишь 60 рублей в год.

Обоз выехал из Барнаула 1 января 1758 года и почти без остановок двигался по зимнему пути в Каннский острог и Томск, а дальше на за­пад через Тобольск, Верхотурье, Пермь и Вятку, на юг до Нижнего Новгорода, затем снова к западу — в Москву, а оттуда до «Питерской» на северо-запад, в Петербург. Этот путь, составлявший около 5 тыс. км, даже в зимнюю пору продолжался более двух месяцев.

Лишь на 64-е сутки прибыл обоз в Петербург. О пребывании Пол­зунова в столице с февраля по июнь 1758 года нет никаких документальных данных. Нам неизвестно, с кем из петербургских деятелей науки и тех­ники виделся алтайский унтер-шихтмейстер, где он бывал, какие новые знания вынес из своей поездки.

Бесспорно, однако, что любознательному алтайскому мастеру было что осматривать и изучать в столице. Ползунов приехал в Петербург в период деятельности выдающегося зодчего Растрелли и его школы. Прямые улицы и широкие площади столицы были уже украшены таки­ми замечательными произведениями архитектуры, как Зимний и Анич­ков дворцы. Несмотря на финансовые затруднения, вызванные как рас­ходами по ведению начавшейся Семилетней войны с Пруссией, так и безудержным расточительством елизаветинского двора, сооружение но­вых зданий продолжалось. Строительная комиссия по реставрации сгоревших за 10 лет до этого академических зданий добилась (как раз в 1758 году) ускорения работ. Заканчивалась отделка фасада и внутрен­них помещений кунсткамеры (академического музея) и библиотеки. Продолжались живописные работы в сооруженном за четыре года до этого специальном здании Большого академического глобуса.

Передовые русские ученые выпускали в свет или подготовляли но­вые произведения. В частности, в это время были опубликованы и некоторые замечательные труды Ло­моносова.

Ползунов попал в атмосферу напряженной борьбы общественных и научных мнений, жадно ожидаемых «реляций» с театра военных дейст­вий, резкой критики по адресу бездарных или изменнически настроенных генералов и восхищения действиями русских солдат и командиров-пат­риотов, пышных празднеств в честь побед русского оружия.

Ползунов должен был встретиться в столице со своим прямым на­чальником, с новым главою Колывано-Воскресенских заводов А.И. Порошиным. Этот весьма образованный чиновник был послан на Алтай с Урала вместе с Ползуновым и его товарищами в 1747 году. На Алтае он скоро стал членом Канцелярии, т.е. управления заводами, затем был переведен в Петербург, где оставался вплоть до 1761 года. Он получил назначение на должность начальника Колывано-Воскресенских заводов еще в 1752 году, но много лет управлял ими заочно. Это было довольно обычное явление и при Елизавете, и при Екатерине. Тогда даже шутили, что у губернаторов (и иных начальников) хорошее зрение — они видят все, что делается в их губерниях из Петербурга. Каждый свежий человек с Алтая, да еще столь информированный приезжий, как Ползунов, не мог не интересовать Порошина.

Привезенные драгоценные металлы Ползунов обязан был сдать в Канцелярию монетного департамента, руководителем которой был в то время Иван Андреевич Шлаттер (до переезда в Россию Иоганн-Виль­гельм Шлаттер, 1708-1768) — видный специалист в области горного дела, металлургии, пробирного и монетного дела.

Шлаттер начал работу в России ещё при Петре I. После перехода алтайских заводов в собственность Кабинета Шлаттер организовал при Монетном дворе лабораторию по анализу и обработке колывано-воскресенского и восточно-сибирского (нерчинского) серебра.

Под наблюдением Шлаттера в 1750 году из алтайского серебра была отлита художественная «рака» (гробница) для останков Александра Невского (в настоящее время это произведение искусств находится в государственном Эрмитаже). Эта «рака», весившая 76 пудов была выполнена в стиле елизаветинского барокко в виде трехъярусного сооруже­ния, увенчанного барельефным изображением Александра Невского. Надписи, вы­гравированные на гробнице, были сочи­нены М.В. Ломоносовым, глубоким по­читателем знаменитого русского полко­водца. Горельефы на гробнице представ­ляли сцены освобождения Александром Пскова от немцев, «Ледового побоища» 1242 года и другие эпизоды отнюдь не цер­ковного, а военного содержания. В соз­дании множества украшений этой гроб­ницы проявлялось выдающееся искусство сестрорецких, петербургских и других литейщиков, чеканщиков и иных мастеров. Но и роль Шлаттера, как организа­тора этих работ, была немаловажна.

Шлаттер не ограничивался практической деятельностью при Монет­ном дворе. В 1739 году им было опубликовано «Описание при монетном деле потребного искусства», а в 1754-1758 годах вышли в свет его «Зада­чи, касающиеся до монетного искусства, сочиненные для обучения опре­деленных при монетных дворах титулярных юнкеров и прочих уче­ников».

Как раз в конце 50-х годов XVIII века Шлаттер работал над руководством для металлургов и горняков, которое и было опубликовано в 1760 году под названием «Обстоятельное наставление рудному делу…». Поскольку написанное задолго до этого, но оставшееся в рукописи, ана­логичное руководство М.В. Ломоносова было издано лишь три года спустя, книга Шлаттера явилась первым пособием такого рода. В этой книге было впервые дано изображение и подробное описание на русском языке паровой машины для откачки воды из шахт.

В 1761 году Колывано-Воскресенское начальство обязало горных офи­церов (в том числе и Ползунова) изучать эту работу Шлаттера.

По возвращении на Алтай Ползунов снова направлен был на теку­щую хозяйственную и административную работу — сначала в Барнауль­ской канцелярии, потом на Кабановской и Красноярской пристанях. Следует отметить, что ходатайство о производстве Ползунова в низший классный чин шихтмейстера долго задерживалось в петербургских кан­целяриях, несмотря на то, что Порошин все еще оставался в столице и мог бы поторопить это дело.

Одновременно с Ползуновым получить шихтмейстерский чин долж­ны были еще два выходца из простого народа: Дорофей Головин и Иван Денисов. «Кабинет ее величества», вынужденный в интересах уси­ления производства драгоценных металлов ставить этих одаренных ма­стеров на более ответственные должности, а значит и включать их в круг горного офицерского состава, никак не мог решиться на это.

Лишь весной 1759 года Головин, Денисов и Ползунов получили чин шихтмейстера, право носить соответствующие мундиры и шпаги. Но на­чальство обставляло производство «простолюдинов» в офицерский чин обидными оговорками и предупреждениями в случае плохого поведения отнять присвоенный чин.

Материальное положение Ползунова почти не изменилось к лучше­му. Он стал получать 72 рубля в год. Семья его росла и к 1760 году состояла из шести человек: «В пропитании конечную терплю нужду», — писал Ползунов в Канцелярию, прося разрешения на покупку провианта по твердой, «указной» цене.

Ползунова могла лишь радовать та часть указа Кабинета о произ­водстве его и товарищей в чин шихтмейстера, которая предписывала им в виде дополнительной обязанности в совершенстве обучиться «горным и заводским ремеслам», а именно — различным горным работам, устрой­ству машин и механизмов, разведке, добыче, разбору и обогащению руд, выплавке и очистке металлов и т. д. Он сам стремился изучать все это и в теории и на практике.

Но именно эта часть указа осталась мертвой буквой. Ползунов был до отказа загружен текущей работой и не имел времени систематически заниматься изучением научно-технических вопросов.

Занимаясь сплавом руды, заготовкой топлива, расчетами с работ­ными людьми, Ползунов неизменно проявлял себя как заботливый и гу­манный администратор и вместе с тем неподкупный блюститель «казен­ного интереса». Отстаивание горным офицером интересов «оголодавшего народа» было в те времена явлением необычным.

Об охране Ползуновым государственного имущества свидетельст­вует следующий случай. В ночь на 24 февраля 1760 года загорелся казён­ный дом, где спал Ползунов. Половина дома была уже охвачена пламе­нем, когда проснулся Ползунов. Еще немного — и он погиб бы в пылаю­щих развалинах здания. Не растерявшись, Ползунов, как сам он сообщал об этом эпизоде, «с торопкостию ухватя государственные дела и книги», т.е. ведомости отправленных грузов, денежные расчеты с ра­ботными людьми и самую «казну», выскочил в окно. Затем он стал сзывать народ для тушения дома. Удалось спасти остальные денежные суммы, предназначенные для выплаты работникам, и все бумаги. Одна­ко личное имущество Ползунова погибло полностью. Он остался и без жилища. Если Канцелярия распорядилась отстроить новую избу для Ползунова, чтобы он мог не прерывать работы на Красноярской приста­ни, то за утраченное имущество ему не было выдано никакого возна­граждения. Для Ползунова с его 72-рублевым окладом это было тяже­лым лишением.

В 1761 году Ползунов был переведен на Колыванский завод, где фор­мально ведал всей хозяйственной частью, а фактически (во время отсутствия начальника завода И.Г. Улиха) руководил всеми вообще заводскими делами. Как раз во время пребывания Ползунова на этом посту из Петербурга приехал, наконец, на заводы А.И. Порошин, имев­ший уже тогда чин генерал-майора.

В целях укрепления дисциплины на алтайских заводах и поощрения горного офицерского состава Порошин привез инструкцию Кабинета, уточняющую, к каким именно военным званиям были приравнены слу­жащие заводов. Годные офицеры получили новую форму — красный мундир и зелёные рейтузы. Кабинет все ещё сокрушался о том, что был вынужден вручить шпаги нескольким выходцам из «неблагородного со­словия». Чтобы такие случаи повторялись возможно реже, было решено послать на заводы 12 юношей — дворян из учебных заведений Петер­бурга и Москвы. Некоторые из этих молодых людей — преимущественно дети мелкопоместных дворян (знать отвела от своих сыновей «угрозу» поездки на заводы) — впоследствии играли видную роль на Алтае. Некоторых из них: В. Чулкова, Н. Плохова, В. Бровцына и А. Скатина — Ползунов экзаменовал по математике.

Порошин был дельным администратором. Он понимал необходи­мость повышения производительности алтайских заводов и сочувственно относился к введению технических усовершенствований. Но главным средством увеличения продукции заводов Порошин в соответствии с об­щей хозяйственной политикой крепостнического дворянского государст­ва считал приписку к предприятиям новых крестьян и разночинцев в за­водских районах; перевод части заводских жителей в категорию мастеровых, пожизненно прикрепленных к рудничным и заводским работам; подчинение их жесткой военной дисциплине; наконец, усиление эксплуа­тации — барщина крестьян на заводах возросла до 167 дней в году, «уроки» мастеровым были увеличены.

В 1762-1763 годах Ползунов работал при Барнаульском заводе, ведая всеми «лесными и куренными» делами, т.е. выжигом угля в лесных «куренях», иногда отстоящих от завода очень далеко, и перевозкой угля на завод. Значительную часть времени Ползунов проводил в разъездах. Немногие часы досуга Ползунов посвящал самообразованию. Он про­должал изучать заводское и рудничное дело, штудировал книги по ме­таллургии и минералогии. Ползунов занимался также метеорологией и установил в своем доме много соответствующих приборов. Можно пред­полагать, что он делал опыты и по изучению атмосферного электриче­ства. Во всяком случае какие-то опыты, относящиеся к изучению воздуш­ных (и, в частности, грозовых) явлений, вызвали среди некоторых неве­жественных соседей толки, что Ползунов — «чернокнижник» (т. е. кол­дун), который «даже тучи отводил от города».

В то же время Ползунов уже приступил к разработке проекта, кото­рый прославил имя скромного алтайского шихтмейстера.

Первая в мире универсальная паровая машина

После огромной подготовительной исследовательской работы, кото­рой Ползунов мог заниматься лишь урывками в немногие свободные часы, он подал в апреле 1763 года А.И. Порошину докладную записку, предлагающую начать широкое применение паровых («огнедействующих») машин, а также чертеж и описание такой машины, предна­значенной для заводских целей.

Первые проекты использования силы пара для приведения в дейст­вие различных механизмов мы встречаем в работах многих изобретате­лей XVII века. Одни, как например С. де Ко во Франции или Э. Сомерсет, известный также под именем маркиза Ворчестера (по английскому про­изношению Вустера) в Англии, проектировали сосуды, вода из которых должна была бить фонтаном под действием пара, давящего на поверх­ность воды. Другие предлагали использовать струю пара для вращения своеобразной турбины (итальянец Дж. Бранка).

«Паровая машина была первым действительно интернациональным изобретением, и этот факт в свою очередь свидетельствует об огромном историческом прогрессе»,— подчеркивал Ф. Энгельс.

В создании первых паровых машин к концу XVII века видную роль сыграли проекты и опыты талантливого изобретателя Дени Папена, француза по происхождению, долго жившего в Англии и Германии и сотрудничавшего там с выдающимися учеными.

В 1698 году английский инженер Томас Севери построил первую практически применимую паровую машину («огневой насос») своеобразной конструкции. Изо­бретатель назвал ее «друг горняка». Ма­шины Севери имели очень узкое назначение — откачку воды из подземных выра­боток, хотя теоретически Севери допускал возможность применения «огнедействующей» машины и для других нужд.

Машина такого типа и была первой паровой ма­шиной, появившейся в России. В 1717-1718 годах Петр I выписал из Англии маши­ну системы Севери, усовершенствованную физиком Жаном-Теофилем Дезагюлье. Этот «огневой насос», сферический котел которого вмещал 5-6 бочек воды, упот­реблялся для пуска фонтанов в Летнем саду.

В 1711-1712 годах английский изобретатель, кузнечный мастер Томас Ньюкомен построил совместно с Джоном Колли (или Коули) первую паровую (точнее пароатмосферную) поршневую машину. Двигатель Ньюкомена предназначался также лишь для откачки воды.

Даже после усовершенствований, внесенных в конструкцию машины Ньюкомена Г. Бейтоном, Дж. Смитоном и, наконец, знаменитым англий­ским изобретателем Джемсом Уаттом в 1769-1774 годах, паровая машина Ньюкомена сохраняла это узкое назначение.

«…Паровая машина в том виде, как она была изобретена в конце XVII века, в мануфактурный период, и просуществовала до начала 80-х годов XVIII века, не вызывала никакой промышленной революции», — подчеркивал К. Маркс.

И на Урале еще в 50-х годах XVIII века ставился вопрос о применении паровой машины (по-видимому, системы Ньюкомена) для откачки воды из шахт.

До весны 1763 года нигде в мировой практике паровые («огнедействующие») машины не применялись для непосредственного приведения в движение каких-либо заводских или транспортных механизмов, хотя теоретически такая возможность допускалась, как мы видели, Д. Папеном и Т. Севери, а также и некоторыми позднейшими конструкторами, например Дж. Хэллзом (Гулльзом) в Англии или И.-Э. Фишером в Германии в 30-х годах XVIII века.

В тех случаях, когда (к середине XVIII века) делались отдельные по­пытки использовать силу «огня» (пара) для приведения в действие за­водских механизмов (сверлильных станков, воздуходувок и т.д.), паро­вую машину (системы Севери или Ньюкомена) заставляли поднимать воду в резервуар, а затем пускали эту воду на колесо, которое приво­дило в движение данный механизм.

Проектируя свою паровую машину для различных заводских целей. Ползунов стремился прежде всего разрешить конкретные запросы алтай­ского и вообще русского горнометаллургического производства. В связи с необходимостью постройки алтайских заводов непременно на реках, часто вдали от рудников и лесов, увеличивались трудности перевозки руды и угля. Именно в период 1762-1763 годов Колывано-Воскресенское горное начальство получило задание построить ряд новых заводов. Между тем было трудно найти места, где бы имелись и рудные место­рождения и леса (древесное топливо) и которые были бы вместе с тем удобны для создания крупных водохранилищ.

Ползунов настойчиво стремился найти способ строить заводы в лю­бом безводном месте. Начиная свою докладную записку с анализа основных недостатков горного дела в России, он подчеркивал, что необ­ходимость строить заводы на реках ограничивает возможность строи­тельства новых заводов и вызывает огромные дополнительные расходы государственных средств.

В этой докладной записке отчетливо выразилось понимание Ползуновым общегосударственного значения поднятого им вопроса о замене водяных двигателей паровыми. Выходец из трудового народа, шихтмейстер Ползунов жалел государственную казну прежде всего потому, что знал, каким тяжким народным трудом создаются богатства, соби­раемые в казне в виде серебра и золота.

Столь же ярко проявился в записке и патриотизм изобретателя.

Ползунов подчеркивал, что он замыслил «сложением огненной ма­шины водяное руководство пресечь и его, для сих случаев, вовсе уничто­жить, а вместо плотин за движимое основание завода ее (паровую ма­шину) учредить так, чтобы она была в состоянии все наложенные на себя тягости, каковы к раздуванию огня обычно в заводах бывают потребны, носить и по воле нашей, что будет потребно, исправлять (здесь в смысле исполнять)… Дабы сей славы (если силы допу­стят) Отечеству достигнуть и чтоб во всенародную пользу… в обычай, ввести».

Докладная записка 1763 года показывает также, что скромный алтай­ский шихтмейстер, непрестанно отвлекаемый текущими поручениями, ничего общего не имеющими с изобретательством и с науками, успел приобрести солидные практические и теоретические знания. Он трезво оценивал, например, состояние литературы о паровых машинах, говоря, что «действие огненных машин должно более примечаниями (наблюдениями) и опытами, нежели в тягостях (в расчетах нагрузок) — механическими, а в фигурах — геометрическими доводами, утверждать и теоретически доказывать».

Он правильно отмечал отставание современной ему теории от прак­тики «особливо в воздушных и огненных делах», т.е. в области учений о газах и о теплоте. Теоретические замечания Ползунова показывают, что он был в курсе борьбы научных мнений о природе тепловых явлений. Ему было знакомо как старое учение о теплороде, так и новая молекулярно-кинетическая теория теплоты, главным представителем которой в России был М.В. Ломоносов.

В своем проекте Ползунов, и в этом его огромная историческая заслуга, впервые дал подробное описание оригинальной паровой (точ­нее — пароатмосферной) машины, позволявшей осуществлять непрерыв­ность отдачи работы, а потому пригодной для применения в различных заводских операциях. Описание сопровождалось тщательными расчета­ми и чертежами машины во всех ее деталях.

Канцелярия Колывано-Воскресенского горного начальства во главе с Порошиным, рассмотрев 25 апреля 1763 года представленные Ползуно­вым документы, одобрила проект, хотя с оговорками и сомнениями («сумнительствами»), особо подчеркнув, что осуществление замысла изобретателя позволит «избегнуть против нынешнего знатных расходов, а именно строения чрез великую сумму на реках плотин», и что если «сверх сомнения» Ползунов построит машину, то она «не столько при одних здешних, но и при многих в России заводах, фабриках и мануфак­турах руководить может с немалою пользою».

Затем проект Ползунова с заключением Канцелярии послан был на заключение Шлаттеру. Последний также выдвинул против предложений изобретателя ряд оговорок, возражений и «сумнительств». В целом же Шлаттер приходил к положительному выводу и рекомендовал «велеть такую машину, какую он (Ползунов) проектировал, построить и в действие производить, дабы практикою теорию свою подтверждала». Он одобрил намерение Канцелярии поощрить изобретателя производст­вом в чин горного механика («берг-механикуса») и денежной наградой.

Екатерина II утвердила это решение и «великодушно» пожаловала Ползунову 400 рублей, которые, однако, были доставлены изобретателю, когда он лежал уже на смертном одре.

К марту 1764 года Ползунов разработал подробный второй проект па­рового двигателя несколько иной конструкции, позволившего непосред­ственно приводить в действие воздуходувные мехи при сереброплавиль­ных печах.

В январе 1764 года заводское начальство вынесло решение о приме­нении машин системы Ползунова — как при Барнаульском заводе, так и на Новолазурском и Семеновском рудниках. Возможно, что на эти рудники предполагалось перенести барнаульскую машину.

Поддерживавший ползуновское творчество А.И. Порошин уже пос­ле испытания паровой машины подчеркивал ее преимущество перед водяными двигателями.

К числу серьезных ошибок, нередко повторявшихся в литературе о Ползунове, принадлежит утверждение, будто изобретатель был одиноч­кой и создавал все свои гидротехнические и теплотехнические установ­ки единолично.

Верно, конечно, что круг помощников Ползунова был еще узок. Но такие помощники были. Да было бы и физически невозможно одному человеку сооружать огромную по тем временам паровую машину.

К декабрю 1765 года «огненная машина» была в основном закончена. Ползунов опробовал ее в действии, заменив для этого случая отсутство­вавшие мехи бревнами. Затем приступили к постройке мехов.

Уже упоминавшийся выше видный естествоиспытатель XVIII века, член-корреспондент, а потом ординарный член Петербургской Академии наук, Эрик Лаксман писал 11 февраля 1765 года с Алтая:

«…Другой, с чем наибольше имею знакомство, есть горный механик Иван Ползунов… Он строит теперь огневую машину, совсем отличную от венгерской и английской. Машина сия будет приводить в действие мехи или цилиндры (т.е. воздуходувные устройства) в плавиль­нях посредством огня; какая же от того последует выгода! Со временем в России, если потребует надобность, можно будет строить заводы на высоких горах и в самих даже шахтах».

Двухцилиндровая паровая машина Ползунова с двумя балансирами обеспечивала непрерывное дутье для плавильных печей. Воздухораспределительная и парораспределительная системы машины были устроены в высшей степени остроумно. Хотя, как уже отмечалось, Ползунов был знаком с книгой Шлаттера, а может быть, и с некоторыми другими чертежами созданных к этому времени паровых машин, но его изобретение было новым вкладом в мировую теплотехнику. Это признал и Шлаттер, отметивший в своем заключении:

«…Он, шихтмейстер, так похвалы достойною хитростию оную машину умел переделать (по срав­нению с машиной Ньюкомена) и изобразить, что сей его вымысел за новое изобретение почесть должно», потому что Ползунов «вместо того что все в свете находящиеся такие машины одинаки и из одного цилиндра состоят, то он оную на две разделил…»

Итак, замечательное творение первого русского теплотехника было в основном завершено. Оставались лишь некоторые доделки — и маши­на могла войти в строй. Однако судьба самого Ползунова складывалась трагически. За несколько лет до этого у него началось легочное заболе­вание. Постоянная нужда, тяжелая и нервная работа, нередко сопряжен­ная с большой опасностью, способствовали усилению болезни.

Материальные условия жизни Ползунова почти не улучшились и по­сле того, как он стал «механикусом».

Он вынужден был, отказывая себе в самом необходимом, строить за свой счет модель «огнедействующей» машины, которую намеревался послать в Петербург. Впрочем, собрать изготовленные им детали этой модели механик уже не успел.

Болезнь его становилась все более тяжелой. Непомерное физическое и нервное напряжение зимой 1765-1766 годов во время сооружения огром­ной машины усугубило ход болезни. Тридцатисемилетний изобретатель в расцвете творческих способностей, накануне завершения своей замеча­тельной машины почувствовал приближение смерти. И только тогда — 21 апреля 1766 года — продиктовал он своему ученику Ивану Черницыну «челобитную» на имя Екатерины II — потрясающий документ, в котором особенно ярко отразился духовный облик выдающегося русского изобре­тателя — скромного, настойчивого, полного «благородной упрямки» (говоря словами Ломоносова) в достижении основной цели жизни — раз­вития отечественного производства. Механик напоминал там о состояв­шемся в свое время одобрении его проекта «с планом и описанием новой машины», отметив, между прочим, и произвол горного начальст­ва, не выдавшего ему обещанной награды. Он предвидел возможность смерти, но его больше всего беспокоила судьба машины. Вынужденный просить об увольнении по болезни «от всего того машинного производ­ства», изобретатель подчёркивал, что его ученики Левзин и Черницын при поддержке Порошина и других горных офицеров смогут довести его дело до конца, что Левзин и Черницын поняли устройство машины во всех деталях «и производство знают».

Видимо, заводские чиновники испугались нагоняя из Петербурга за то, что задержали наградные. В тот же день 21 апреля 1766 года они отослали прикованному к постели Ползунову, изнемогавшему от жесто­кого горлового кровотечения, жара и невыносимых болей, 400 рублей серебром. Лекарь Яков Кизинг стал более внимательно, чем прежде, «пользовать» больного. Но было уже поздно. 16 мая 1766 года первый рус­ский теплотехник скончался.

Паровая машина была введена в строй его учениками и соратни­ками, среди которых был другой талантливый русский изобретатель Козьма Фролов.

Так оборвалась короткая, но славная жизнь «механикуса» Ползунова, сделавшего первый шаг не только в России, но и во всем мире к созданию такой паровой машины, которая была бы способна «по воле нашей, что будет потребно, исправлять», иначе говоря, к созданию уни­версального парового двигателя. Это дело завершено было в Англии Уаттом пятнадцать лет спустя.

Результаты работы первой русской паровой машины оказались вполне удовлетворительными. Как сообщал Порошин Кабинету рапортом от 29 января 1767 года, с помощью этой машины было проплавлено значительное количество руды, перевозимой со Змеиногорского рудника, причем чистая прибыль от работы парового двигателя составила 11 тыс. рублей. Однако из-за аварии котла (который признавался ненадежным самим Ползуновым) машина в ноябре 1766 года была остановлена и боль­ше не применялась.

Академии наук машину Ползунова признали полезной. Ее модель поместили в кунсткамере, причем намечено было провести сопоставление работы ползуновской машины (на примере этой модели) с предыдущими конст­рукциями паровых двигателей.

Однако эта инициатива передовых ученых ломоносовской школы, натолкнулась на бездушное, а иногда и просто недоброжелательное отношение горных чиновников.

Они не были заинтересованы в распространении паровых двигате­лей. По их твердому убеждению, на Алтае и в других промышленных районах достаточно было дешевого крепостного труда. А если уж прихо­дилось применять какие-то двигатели, кроме ручных, то следовало огра­ничиться более привычными, простыми и недорогими конными и водя­ными двигателями.

Второй и решающий этап борьбы за создание универсальной паро­вой машины относится уже к началу 80-х годов. Он связан прежде всего с деятельностью знаменитого английского механика Джемса Уатта.

Передовые русские теплотехники конца XVIII и начала XIX веков исхо­дили уже в своем творчестве из достижений Уатта. Однако при всех преимуществах второй паровой машины Уатта по сравнению с «огнедействующей машиной» Ползунова необходимо еще раз подчеркнуть, что Ползунов задолго до Уатта в тяжелых условиях крепостного Алтая выступил как пионер в деле создания универсального парового двига­теля для заводских целей.

А потому совершенно прав был Эрик Лаксман, давший оценку дея­тельности Ползунова в словах:

«Муж, делающий истинную честь своему Отечеству».

Литература:

1. В.С. Виргинский. Творцы новой техники в крепостной России.- М.: Государственное учебно-педагогическое издательство министерства просвещения РСФСР, 1962

Первый запуск паровой машины ползунова где

Имя русского «механикуса» Ивана Ивановича Ползунова золотыми буквами вписано в летопись мировой теплотехники. За двадцать лет до Уатта он построил первую в мире паровую машину, которая предназначалась для приведения в действие заводских установок.

Однако, несмотря на крупнейшие заслуги Ползунова как одного из пионеров энергетики, его жизнь и труды до недавнего времени оставались малоизвестными. Он разделил участь многих других народных талантов, которые в царской России не встречали ни необходимой поддержки, ни должного внимания. Пренебрежение к делам Ползунова продолжалось и после его смерти. Личный архив Ползунова бесследно исчез. Сотни других ценных документов, касающихся различных моментов деятельности изобретателя, были распылены по многочисленным ведомственным архивам и обречены на уничтожение.

Только в советское время, когда все исторические материалы, в том числе и архивные, стали достоянием народа, оказалось возможным предпринять широкий розыск документальных материалов о первом русском теплотехнике.

За это высоко патриотическое дело взялся советский ученый, профессор В. В. Данилевский. В течение семи лет он исследовал старые архивы в Москве, Ленинграде, Свердловске, Барнауле, объездив места, где жил и работал великий изобретатель. Профессору В. В. Данилевскому удалось обнаружить около 450 различных документов о Ползунове. Эти материалы впервые дали возможность воссоздать достоверную картину жизни и деятельности творца первой заводской «парами действуемой» машины.

«Солдатский сын», как сказано в документах. Иван Ползунов родился в 1728 году. Десяти лет он окончил словесную школу, а затем стал учиться в арифметической школе в Екатеринбурге (ныне город Свердловск). Обе школы находились в ведении Обер-бергамта — управления казенными заводами Сибири и готовили главным образом «мастеровых людей».

Материальные условия существования Ползунова во время ученья напоминают те, в которых находился его гениальный соотечественник Михайло Ломоносов. Ученикам заводских школ полагалось жалованье, составлявшее около копейки в день.

Однако и эти нищенские средства к жизни Ползунов получал не всегда. При переводе из словесной школы в арифметическую ему, как и некоторым другим ученикам, вследствие какой-то канцелярской путаницы в течение нескольких месяцев не выплачивали жалованья. Но молодой Ползунов не бросил школы. С ранних лет у юноши возникла и все более развивалась неутолимая жажда знаний.

В арифметической школе проходили арифметику, геометрию, тригонометрию, чертежи и «рисование ручное». В части воспитания главное внимание уделялось тому, чтобы ученики исправно ходили в церковь, а также умели «кланятца искусно» и знали прочие правила «честного обхождения».

Юноша Ползунов проявил большие способности в науках, и его еще до окончания арифметической школы перевели в «механические ученики». Снова из-за оплошности канцеляристов он на несколько месяцев лишается жалованья.

Ползунов работает учеником у механика Никиты Бахарева. В обязанности последнего входили постройка и наблюдение за действием водоподъемных машин на рудниках, пильных мельниц и «протчих надлежащих заводских и фабричных архитектур». Здесь Ползунов получает первое знакомство с заводскими машинами того времени.

В 1748 году Ползунов с группой других уральских специалистов направляется на Колывано-Воскресенские заводы на Алтае. Эти заводы, составлявшие личную собственность русских царей, выплавляли ребро.

Ползунов зачисляется на работу на Барнаульский завод. И здесь он выделяется своими способностями и техническими знаниями. Он принимает участие в составлении чертежей и проектов реконструкции Барнаульского завода. Однако будущий изобретатель паровой машины продолжает бедствовать. Уже произведенный в чин унтер-шихтмейстера, он вместе с матерью вынужден жить на скудное жалованье мелкослужащего, составлявшее три рубля в месяц.

Ползунов неукротимо стремится к знаниям. Свободные от работы часы он уделяет чтению книг по физике, горному делу и металлургии. Он работает над книгами усидчиво, делая «экстракты» — конспекты и выписки прочитанного материала. Ползунов старается досконально изучить тогдашнюю горнозаводскую технику. С этой целью он подает прошение, в котором просит допустить его «на несколько времени на плавильную фабрику работать по порядку, переменяя из одного в дpyгoе искусство своими руками, как протчие, при том определенные работники употребляемы бывают». Он добивается своего и некоторое время изучает на практике горнозаводское и пробирное дело, продолжая одновременно выполнять свои текущие обязанности. Так он сочетает теоретическую учебу с практической.

Но Ползунова постоянно отрывают от любимого дела. На добросовестного работника, выполняющего все поручения аккуратно и обстоятельно, наваливают уйму хозяйственных дел. Его посылают освидетельствовать наличие запасов руд и припасов на отдаленных пристанях, поручают организацию сплава руды на судах по рекам, наблюдение за углежжением и т. д. Ползунов разъезжает из края в край по огромной горнозаводской территории Алтая. Но и эти поездки не пропадают для него даром: Ползунов знакомится с новыми производствами, проявляет разносторонние технические дарования. Он проектирует различные сооружения на рудниках, строит пильные мельницы, изучает руды, занимается метеорологией.

В 1758 году Ползунов попадает даже на короткое время в Петербург, куда его послали с обозом золота и серебра, выплавленного на алтайских заводах.

Возвратившись из очередной поездки, Ползунов садится за книги, штудирует современные ему научные труды, сам ставит физические опыты. В результате многих лет разносторонней технической деятельности Ползунов приходит к своей идее огнедействующей машины.

Основным источником механической энергии для больших заводских установок во времена Ползунова была вода. Она приводила в действие деревянные колеса пильных мельниц, качала воздуходувные мехи плавильных печей, заставляла подниматься вододействующие молоты. Поэтому заводы строились большей частью на реках, которые перегораживались огромными плотинами. Стоимость сооружения такой плотины зачастую вдвое превышала издержки на самый завод. Кроме того, рудное месторождение нередко оказывалось в стороне от завода, и руду приходилось подвозить на подводах или иным путем. Трудно было найти такое место, где были бы и пригодная река, и богатые залежи руды, и лес для топлива.

Чтобы освободить заводы от привязанности к воде и удешевить производство, Ползунов предложил заменить «водяное руководство» огнедействующими машинами.

Это была очень смелая идея. В то время паровая энергетика делала только самые первые, робкие шаги. За границей существовали пароатмосферные машины типа Ньюкомена, но они служили лишь для подъема воды. Эти машины действовали рывками, чередуя рабочие и холостые ходы, и их не удавалось поэтому спарить ни с чем другим, кроме как с водоподъемным насосом. В России даже такие машины тогда не строились. Заводской же огнедействующей машины для привода различных механических агрегатов, о которой мечтал Ползунов, не было нигде в мире.

Но Ползунов не был просто мечтателем. Это был зрелый мыслитель, облекший свою идею в тщательно разработанную конструктивную форму.

В 1763 году Ползунов представил начальнику Колыванских заводов описание и чертеж опытной огнедействующей машины собственной оригинальной конструкции. Эту первую машину, которая должна была послужить образцом для других, автор проекта предназначал для приведения в действие воздуходувных мехов плавильных печей.

В своем проекте Ползунов дал физическое обоснование работы огнедействующей машины.

«За главные в машине члены следственно почесть воздух, воду и пар, которые в беспрерывном действии машину содержать должны», писал он.

Весь агрегат, задуманный Ползуновым, состоял из медного котла, соединенного трубопроводами с двумя цилиндрами пароатмосферной машины. В цилиндрах поочередно двигались поршни. Один из ходов поршни делали под действием пара, а в противоположном направлении — под давлением атмосферного воздуха. Это и был рабочий ход поршня. Движение поршней с помощью штоков и цепей передавалось большому шкиву, который вращался поочередно то по часовой стрелке, то в обратном направлении.

В отличие от машин типа Ньюкомена, действовавших рывками, машина Ползунова работала практически непрерывно. А возвратно-вращательные движения шкива давали возможность удобно качать воздуходувные мехи.

К проекту машины был приложен и ее расчет. Он тоже представлял собой оригинальный труд конструктора. Мерилом работы тогдашних водоподъемных машин служило количество поднятой воды. Машина же Ползунова предназначалась для приведения в действие заводской установки, и учесть ее работу было гораздо труднее. Но талантливый механик и математик справился и с этой задачей. В основу расчета своей машины Ползунов положил давление атмосферы на поршень. В современных нам единицах ее мощность должка была составлять примерно 2,63 лошадиной силы.

Эту сравнительно небольшую машину Ползунов предполагал построить в качестве экспериментальной, с тем чтобы, проверив на ней все расчеты и уточнив конструкцию, можно было приступить к сооружению более мощных машин «для всеобщего применения».

О проекте Ползунова сообщили в Петербург. Оттуда последовало распоряжение о том, чтобы произвести автора проекта в «мехаиикусы» и выдать ему в награждение «400 рублев». О возможностях же всеобщего применения огнедействующих машин на заводах России, как предлагал Ползунов, в решении Петербурга ничего не говорилось. Не было даже указания о том, чтобы приступить к строительству опытного образца ползуновской машины.

Машину все же начали строить. Ползунов сумел доказать колыванскому горному начальству выгоды и преимущества огнедействующей машины по сравнению с «водяным руководством».

Начальство изыскивало всяческие способы к увеличению выплавки серебра и поэтому отнеслось положительно к проекту Ползунова.

Сереброплавильные печи Барнаульского завода (по чертежу 1768 года)

Пока велась переписка с Петербургом, изобретатель составил второй проект. На этот раз речь шла уже не об опытной, а о большой производственной установке. Начальство Ползунова не было заинтересовано в экспериментах, хотя бы и огромной научной важности, и требовало, чтобы изобретатель скорее дал такую машину, которая могла бы обслуживать сразу несколько плавильных печей.

К сооружению такой машины и приступил Ползунов. В те времена механизмы, применяемые на заводах, строились почти целиком из дерева. Свою огнедействующую машину Ползунов с самого начала решил делать из металла.

Это была исключительно трудная задача. Металлических частей к машинам строить не умели. В помощь конструктору были даны двое мастеровых, «оное мастерство не знающие, но только одну склонность к тому имеющие», и в качестве подсобных рабочих «простые мужики». Все остальное возлагалось на самого Ползунова. Таким образом, первому русскому теплотехнику пришлось стать и одним из пионеров мирового машиностроения.

Немало труда вложил Ползунов в создание оборудования для изготовления машины. Многочисленные ее части отливались и затем обтачивались на сконструированной им же токарной установке. К 20 мая 1765 года уже было готово сто десять частей машины, не считая котла с его арматурой. Отдельные части весили до 170 пудов.

В декабре «парами действуемая» машина была готова. Во всех ее звеньях Ползунов стремился добиться того, чтобы они «сами себя в движении без помощи рук содержали», то есть действовали автоматически. Установка была снабжена прибором для автоматического питания котла — оригинальным изобретением Ползунова, не имевшим никакого подобия в тогдашней технике. Ползунов впервые в мире сконструировал и парораспределение для двухцилиндровой машины, к тому же более простое и точное, чем все ранее известные системы для одноцилиндровых машин.

С нетерпением ожидал изобретатель пробного пуска машины. Однако ни печи, ни даже мехи, для которых предназначалась машина, не были еще готовы. Конструктору пришлось производить проверочные испытания машины «с навешиванием бревен вместо меховой тягости».

Изобретателю не довелось дожить до пуска машины в эксплуатацию. Невероятное напряжение, с которым он работал над постройкой машины, подорвало его силы. Ползунов вкладывал в свое детище не только все свои силы, но даже и часть личного заработка. Назначенную ему награду в 400 рублей он получил только за несколько дней до смерти. И то это было сделано лишь после напоминания умирающего изобретателя.

16 моя 1766 года Ползунова не стало.

7 августа машина была пущена а эксплуатацию. Она снабжала дутьем три печи, но, по официальному донесению, «еще от того оставалось излишнего духу на шесть плавильных печей или более».

Машина находилась в эксплоатации с остановками до 10 ноября. Общая продолжительность ее работы составила около 43 суток. За это время в печах, обслуживаемых машиной, было выплавлено свыше 9 тысяч пудов руды. Последний раз машина действовала беспрерывно 17 суток.

10 ноября произошла течь в котле. Этот котел предназначался Ползуновым только «к первоначальной пробе» и в дальнейшем при практическом использовании машины должен был быть заменен другим, более прочной конструкции.

Но после смерти изобретателя некому было осуществлять его замыслы.

Вполне исправная машина с прохудившимся котлом простояла без действия 14 лет, после чего ее сломали.

Модель «парами действуемой» машины Ползунова, сделанная по его первому проекту

В 1825 году, по инициативе первого русского строителя чугунных дорог П. К. Фролова, бывшего в то время начальником алтайских заводов, была изготовлена модель огнедействующей машины Ползунова по чертежам его первого проекта. Эта модель хранится в Барнаульском музее.

Многочисленные неизвестные прежде исследователям материалы о творце первой заводской паровой машины, собранные и изученные профессором В. В. Данилевским, легли в основу написанной им и изданной Академией наук СССР книги: «И. И. Ползунов. Труды и жизнь первого русского теплотехника». Книга увлекательно повествует о талантливом солдатском сыне, пламенном патриоте своей родины, который неустанными трудами стремился, по его собственному выражению, «облегчить путь по нас грядущим».

Автор, рисуя историческую обстановку феодально-крепостнической России XVIII века, в которой жил изобретатель, убедительно показывает, что «по складу ума, по стремлениям и делам великий русский революционер в области техники И. И. Ползунов созвучен нашей социалистической эпохе».

Работа профессора В. В. Данилевского является ценным вкладом в историю техники и науки. Ярко написанная и любовно оформленная книга дает много познавательного материала пытливому и любознательному читателю.

Забытая история русского энтузиаста-одиночки: первый запуск паровой машины Ивана Ивановича Ползунова

Мировая слава за изобретение парового двигателя досталась англичанину Джеймсу Уатту. Однако первое место должен был получить Иван Ползунов из России, который фактически на 18 лет ранее изобрел такой двигатель, но был незаслуженно забыт у себя на родине и в мире.

О паровой машине Ползунова расскажем в статье.

Главные факты об изобретателе

Несмотря на отсутствие денег в семье, после окончания школы, Иван с большим усердием учился непосредственно на заводе, куда попал в подчинение к механику.

Уже к 20 годам он стал специалистом высокой квалификации. Его отправили на Алтай, где планировалось открытие новых заводов по разработке месторождений и добыче золота, серебра. С этой задачей он справился блестяще.

Есть несколько интересных фактов о Ползунове:

1. Он окончил лишь 4 класса, где изучал арифметику и словесность.
2. Первый в мире изобрел двухцилиндровый двигатель.
3. Совершенно неизвестно, как выглядел изобретатель, не сохранилось даже одного наброска его внешнего облика.
4. В 1753 году Ива подал прошение, чтобы его отправили на обучение по пробирному и горному делу, но заявку так никогда и не удовлетворили.
5. Официальная версия гибели изобретателя – скоротечная чахотка. Одновременно с этим, нет ни одного подтверждения, что Иван когда-либо имел такое заболевание.

Об изобретателе его современники придумывали множество небылиц. Необразованные рабочие считали, что Иван схватил жар-птицу за хвост и заставил ее трудиться на благо людей, забывая, сколько ему пришлось перед этим изучить книг и трудов ученых.

Год создания аппарата

В апреле 1763 году Иван Иванович подает докладную записку с описанием своего изобретения – паровой машины. Канцелярия Колывано-Воскресенского горного начальства принимает положительное решение.

Работа по созданию машины началась в 1764 году. В основу был положен принцип работы парового двигателя Ньюкомена. Благодаря доработке российского изобретателя, машина работала без рывков и непрерывно.

Когда и как состоялся 1-й запуск?

16 декабря 1765 года уведомляет руководство, что его паровая машина построена и проводит первый пробный пуск, который проходит успешно. Однако принимается решение поставить ее на меха и пристроить временные плавильные печи.

18 апреля 1766 года у изобретателя начинается чахотка. 16 мая того же года, Иван умирает. 22 мая машину проверяют и принимается решение о вводе ее в эксплуатацию. 7 августа 1766 года машину запускают.

История изобретения

Будущий изобретатель родился в городе Екатеринбурге в 1728 году в солдатской семье. Иван обучался в Горнозаводской школе. Школа существовала при Екатеринбургском металлургическом заводе, поэтому Иван в 14 лет, после окончания обучения, попал учеником к главному механику.

Именно на этой должности он научился «читать» чертежи, делать расчеты, узнал многое о заводских машинах. Иван Иванович был смышленым молодым человеком, поэтому уже к 19 годам получил должность плавильного писаря на Барнаульском заводе. Уже к 31 году (1759) он получил звание офицера.

Все свое свободное время Ползунов проводил в заводской библиотеке. Он тщательно изучил труды М. Ломоносова и Ньюкомена, буквально пачками выписывал из столицы технические книги.

В 1763 году Иван Иванович предлагает своему руководству сооружение машины, которая позволит приводить в движение воздуходувные меха. Руководство одобряет его идею и направляет материалы в столицу. Уже через 12 месяцев приходит ответ, а это небывало короткий срок для таких заявок.

Ползунов получает звание инженерного капитана-поручика, «перепрыгнув» сразу через 2 чина. В придачу он получил 400 рублей в качестве вознаграждения. Но, самое главное, что императрица дает добро на создание так называемого «огненного двигателя».

В 1764 году Иван Иванович приступает к сооружению своего изобретения. У него получается поистине огромная махина, высотой 18,5 метров. Часть деталей была очень тяжелой, от 2,5 тонн.

Принцип работы и схема

Как работала паровая машина? Если верить сохранившимся чертежам, принцип был прост – в котле (7 метров высотой) из металлических листов вода подогревалась. Пар через специальные распределительные устройства поступал в цилиндры (длина 3 метра) и воздействовал на поршни.

Последние работали по принципу коромысла и были связаны с мехами, которые служили для поддува рудоплавильных печей. Вода в котел поступала автоматически. Мощность агрегата была 2,9 кВт.

Получается, что машина одновременно выполняла 2 действия – запускала и поддерживала работу водяного насоса и воздуходувных мехов.

Особенности

Современный ученные настаивают на том, что существенным недостатком «огненной машины» Ползунова, и всех подобных, является впрыскивание холодной воды. Есть если бы пар конденсировался за пределами цилиндра, то КПД было бы намного выше.

Несмотря на такие скромные показатели, экономический эффект от использования машины на тот момент был очень большим. Буквально за полтора месяца удалось окупить строительство и даже получить прибыль.

Есть несколько интересных фактов об изобретении Ползунова:

1. Иван Иванович применил оригинальное решение в своем изобретении – вместо балансиров он использовал шкивы, которые передавали непрерывное рабочее усилие на рукоятки мехов. На тот момент у изобретателя получился оригинальный автоматический механизм.
2. Паровая машина Ползунова, в отличие от иностранных аналогов, имела два цилиндра. Именно поэтому она могла не только откачивать воду, но и подавать дутье в печи.
3. Машина не требовала проточной воды и водяного колеса, то есть работала без вспомогательного гидравлического привода.

После остановки изобретения Ивана Ивановича, машину больше никогда не сделали заново.

Использование

В общей сложности машина отработала 1023 полезных часа. 10 ноября 1766 года она остановилась, треснул котел.

Хотя сам Иван Иванович предупреждал, что он подойдет исключительно для опытных работ, так как сооружен из очень тонкого металла.

На заводе не оказалось настолько технически подкованных сотрудников, чтобы отремонтировать котел. После нескольких неудачных попыток ремонта, ее оставили гнить на 15 лет, после чего разобрали.

Несмотря на такой короткий срок службы, машина полностью себя окупила (7 200 рублей) и даже принесла порядка 11 000 рублей прибыли, за вычетом всех расходов, включая заработную плату плавильщиков. За это короткое время удалось получить 14 фунтов золота и 14 пудов серебра. При этом машина работала не на полную мощь.

Значение

В те далекие времена практически все горные предприятия возводились близ рек, ведь для работы использовали водяные колеса, лошадиную и людскую силу.

Видео по теме статьи

О паровой машине Ползунова расскажет видео:

Заключение

Ивана Ползунова можно смело назвать энтузиастом-одиночкой, который был сам себе:

• чертежником,
• строителем,
• конструктором,
• поставщиком,
• механиком и организатором.

Но в то время не было большой надобности в таких машинах, ведь было огромное количество дешевой рабочей силы. Ползунов опередил свой век, поэтому его «детище» было заброшено.

Иван Иванович Ползунов

Иван Ползунов – известный российский ученый и изобретатель, специализировавшийся на теплотехнике. Ползунов известен как изобретатель первой в России машины, работающей на пару.

Детство и юность

Иван родился в Екатеринбурге в 1728-м году. Его отец был отставным солдатом. Обучение будущий изобретатель проходил в арифметической школе.

В 1742-м году молодой человек окончил учебное заведение и начал работать учеником мастера на одном из уральских заводов. Это направление и определило дальнейшую биографию ученого.

Профессиональная деятельность

Когда Ивану было двадцать лет, он получил направление на Колывано-Воскресенские заводы, что находятся на Алтае. Здесь добывались драгоценные минералы и металлы, которые потом пополняли царскую казну. Иван должен был готовить отчеты о добыче полезных ископаемых.

Считается, что первый опыт в конструкторском деле Ползунов получил в 1754-м году, когда запустил строительство вододействующей лесопилки.

Опыт в конструкторской деятельности у Ивана был минимальным, но он компенсировал этот недостаток постоянным самообразованием. В свободное время он штудировал книги по минералогии и металлургии. В итоге он стал одним из самых профессиональных работников завода. Ползунов считал, что крайне необходимо облегчить труд рабочих. Он подготовил много интересных проектов, которые были направлены на улучшение трудовых условий рабочего персонала. К сожалению, большая часть этих проектов так и осталась в архивах.

Михаил Ломоносов был для Ползунова настоящим авторитетом. Иван внимательно изучил труды ученого в области физики и химии, а также добычи полезных ископаемых. Не оставил без внимания Ползунов и труды другого ученого, И.А. Шлаттера. В этих работах описывался принцип действия паровых машин, которые внедрялись в промышленное производство европейских стран.

В России же практически все горнодобывающие предприятия пользовались водяным колесом. Ползунов решил, что необходимо заменить устаревшие конструкции на более удобные и производительные паровые установки. В 1763-м году ученый представил проект так называемой «огненной машины».

Авторская разработка Ползунова отличалась от европейских аналогов – российская установка имела два цилиндра, могла откачивать воду и выводить дутье в печи. Вскоре Иван усовершенствовал механизм и модернизировал его для других нужд предприятия.

Вскоре проект был показан императрице Екатерине II, которая пришла в полнейший восторг. С легкой руки монаршей особы Ползунову был пожалован чин инженерного капитан-поручика. Получил ученый и денежную награду в 400 рублей, а также удостоился направления на учебу в Академию наук.

В 1764-м году Ползунов берется за создание новой паровой установки, которая была в 15 раз мощней его первого изобретения. Чуть больше года понадобилось ученому, чтобы завершить работу. Высота механизма составляла более 18 метров, а вес – 2720 кг. Для работы агрегата понадобились новые инструменты, в том числе и усовершенствованный токарный станок.

Смерть

Ученный денно и нощно работал над новой паровой машиной. Изнурительная работа ослабила его здоровье. Вскоре Иван заболел чахоткой и умер за неделю до запуска проекта всей своей жизни.

Летом 1766-го года машина была приведена в действие. Работала она до самого ноября. За такое короткое время механизм оправдал надежды своего создателя – механизм полностью себя окупил и принес огромную прибыль.

Однако, когда перегорел котел конструкции, было решено не восстанавливать машину. Установку разобрали, а имя ее создателя на долгие годы кануло в Лету.

Иван Ползунов внес огромный вклад в развитие российской науки. Сегодня его именем назван Алтайский технический университет, рядом с которым находится памятник великому изобретателю.

Ссылки

Для нас важна актуальность и достоверность информации. Если вы обнаружили ошибку или неточность, пожалуйста, сообщите нам. Выделите ошибку и нажмите сочетание клавиш Ctrl+Enter .

Создание первой в мире универсальной паровой машины

История

Видный естествоиспытатель XVIII века, член-корреспондент, а потом ординарный член Петербургской Академии наук, Эрик Лаксман писал 11 февраля 1765 года с Алтая:

«…Другой, с чем наибольше имею знакомство, есть горный механик Иван Ползунов… Он строит теперь огневую машину, совсем отличную от венгерской и английской. Машина сия будет приводить в действие мехи или цилиндры в плавиль­нях посредством огня; какая же от того последует выгода! Со временем в России, если потребует надобность, можно будет строить заводы на высоких горах и в самих даже шахтах».

Алтайские горные заводы во 2-й половине XVIII века

К середине XVIII века на отечественных рудниках работы велись почти исключительно вруч­ную, а если и применялись механизмы (вороты и т.д.), то с мускульны­ми приводами. Примером может служить Алтай, который к середине XVIII века стал центром рудной промышленности России.

Змеиногорский рудник счи­тался тогда основным местом добычи серебряных руд. В основном на руднике применялись ручные вороты для подъема добытой руды на поверхность. Применение первых вододействующих механизмов на Змеиногорском руднике (вернее на заводах, связанных с этим рудником) относит­ся к концу 40-х годов XVIII века. А в 1752 году на одной из шахт начал строиться конный ворот; на остальных шахтах еще долгое время применяли ручные вороты.

Ручной ворот для подъёма руды на Змеиногорском руднике. Чертёж выполнен выдающимся российским гидротехником XVIII века К.Д. Фроловым

На Колыванском заводе в конце 30-х годов XVIII века имелось только шесть во­дяных колес. Они обслуживали семь пар воздуходувных мехов, три тол­чеи и одну лесопильную раму.

На Барнаульском заводе также значительная часть операций произво­дилась вручную. Примером может служить кузнечный цех, в котором совсем отсутствовали вододействующие механизмы. Но в других цехах было немало водяных двигателей. В 1751 году там действовало 14 водяных колес. Они обслуживали восемь пар воздуходувных мехов, два молота, два мельничных постава для размола зерна, одну «мусорную толчею» и одну «пильную мельницу», т.е. всего 20 рабочих машин. На Барнауль­ском заводе лишь одни воздуходувные мехи были сгруппированы по две пары на водяное колесо, остальные рабочие машины имели каждая свой двигатель.

Объем рудничных работ, проводимых на Алтайских горных заводах, и их сложность возрастали, что требовало применения более совершенных технических средств.

Вентиляция подземных выработок осуществлялась через стволы шахт или через специальные вертикальные смотровые и вентиляционные ходы. Насыщенный пороховыми газами, сырой, спертый воздух близ за­боя содержал, помимо того, много рудной пыли, в состав которой вхо­дила вредная медная зелень и другие еще более ядовитые частицы. Чем глубже опускались подземные выработки, тем труднее было сдержать напор грунтовых вод, борьбу с которыми на всех этажах вели при помо­щи ручных насосов.

Тяжело было работать в забое, но еще быстрее изматывала людей работа у рукояток водяных насосов. Ее нельзя было прекращать, нельзя было делать даже кратковременных передышек. Лишь с напряжением всех сил удавалось работным людям держать на одной отметке уровень воды, стекающей со всех сторон в особые углубления, из которых воду поднимали с яруса на ярус.

Чем дальше углублялись выработки, тем все большее число работ­ников требовалось для обслуживания ручных насосов. При помощи та­ких примитивных технических средств становилось все труднее предот­вращать скопление воды в местах производства работ. В нижних гори­зонтах работа приостанавливалась в летнее время, так как их затопляла грунтовая вода.

Рудники представляли собой лабиринт шахт и галерей, идущих под разными уклонами. Там легко можно было заблудиться. Скудное осве­щение и крутые повороты подземных ходов сильно снижали производи­тельность труда, приводили к частым увечьям. Выработанные простран­ства заваливались «пустой» породой, к которой относили руды, содержа­щие менее 0,08% серебра на пуд руды.

Вид Змеиногорского рудника. С акварели Неелова. Из «Атласа Сибири 1805—1811 гг.»

Иногда горняки попадали в слои раздробленного камня и глины, и их засыпало породой. В большинстве случаев приходилось применять крепление, а крепежный лес спускать при помощи тех же ручных воро­тов, которыми поднимали руду на поверхность земли.

Узенькие лестницы без пе­рил почти вертикально опускались в те самые шахтные стволы, по которым поднималась в бадьях руда ручными воротами. Между лестницами и той частью стволов, где двигались бадьи, не было даже ограждения. Каждый пролет заканчивался небольшой площадкой. Спуск по многочисленным вертикальным лестницам, облепленным грязью, а зимой покрытым ледяной коркой, был очень изнурителен и опасен. Все это мало беспокоило администра­цию рудника. Лишь после не­скольких несчастных случаев производили технический ос­мотр, но и тогда ограничива­лись заменой лишь отдельных ступеней.

На многочисленных алтайских «приисках», как называли места закладок пробных шахт для разведки найденного месторож­дения, часто отсутствова­ли и ручные вороты, а руда поднималась попросту верёвкой, к концу которой привеши­валась бадья. Столь же при­митивным способом удалялась и грунтовая вода. Спуск в по­добные шурфы напоминал ла­зание по вертикальным скалам. Он осуществлялся при помощи шестов, и лишь с глубины 5-6 метров ставились лестницы.

Горный инженер И.И. Ползунов

В 1760 году в России было опубликовано руководство для металлургов и горняков под названием «Обстоятельное наставление рудному делу». Автор – руководитель канцелярии монетного департамента Иван Андреевич Шлаттер (до переезда в Россию — Иоганн-Виль­гельм Шлаттер, 1708-1768) — видный специалист в области горного дела, металлургии, пробирного и монетного дела. Поскольку написанное задолго до этого, но оставшееся в рукописи, аналогичное руководство М.В. Ломоносова было издано лишь три года спустя, книга Шлаттера явилась первым пособием такого рода. В этой книге было впервые дано изображение и подробное описание на русском языке паровой машины для откачки воды из шахт.

В 1761 году руководство Колывано-Воскресенских рудников обязало своих горных офи­церов (которых в то время называли на немецкий манер «шихтмейстерами») изучать эту работу Шлаттера.

Одним из таких горных инженеров был Иван Иванович Ползунов. После огромной подготовительной исследовательской работы, кото­рой Ползунов мог заниматься лишь урывками в немногие свободные часы, он подал в апреле 1763 года начальнику Колывано-Воскресенских заводов А.И. Порошину докладную записку, предлагающую начать широкое применение паровых («огнедействующих») машин, а также чертеж и описание такой машины, предна­значенной для заводских целей.

Иван Иванович Ползунов

Первые проекты использования силы пара для приведения в дейст­вие различных механизмов встречаются в работах многих изобретате­лей XVII века. Одни, как например С. де Ко во Франции или Э. Сомерсет, известный также под именем маркиза Ворчестера (по английскому про­изношению Вустера) в Англии, проектировали сосуды, вода из которых должна была бить фонтаном под действием пара, давящего на поверх­ность воды. Другие предлагали использовать струю пара для вращения своеобразной турбины (итальянец Дж. Бранка).

Как говорил Ф. Энгельс: «Паровая машина была первым действительно интернациональным изобретением, и этот факт в свою очередь свидетельствует об огромном историческом прогрессе».

Первые паровые машины

В создании первых паровых машин к концу XVII века видную роль сыграли проекты и опыты талантливого изобретателя Дени Папена, француза по происхождению, долго жившего в Англии и Германии и сотрудничавшего там с выдающимися учеными.

Решающие опыты Папена были произведены в Германии и связаны с теоретическими трудами знаменитого Лейбница, с которым Папен поддерживал переписку на протяжении ряда лет. Папен первый пред­ложил паровую поршневую машину (в 1690 г.), где, однако, паровой котел, цилиндр и конденсатор не были отделены один от другого (вода и кипятилась и охлаждалась в рабочем цилиндре). Кстати, Папен пред­полагал, что новый двигатель может быть применен не только «к подъе­му воды или руды из шахт», но и «для продвижения судов против ветра» и «для множества других подобных вещей». Но ни этот, ни последующие (например, предложенные в 1705-1706 годах) проекты и модели Папена практического примене­ния не получили.

В 1698 году английский инженер Томас Севери построил первую практически применимую паровую машину («огневой насос») своеобразной конструкции. Изо­бретатель назвал ее «друг горняка». Ма­шины Севери имели очень узкое назначение — откачку воды из подземных выра­боток, хотя теоретически Севери допускал возможность применения «огнедействующей» машины и для других нужд.

В машине Севери котел был отделен от рабочего сосуда, но работа пара, пере­гонявшего воду из сосуда вверх по трубе непосредственным давлением на ее по­верхность, и его конденсация происходи­ли в одном и том же сосуде. Ни цилиндра, ни поршня в машине не было. Машина такого типа и была первой паровой ма­шиной, появившейся в России. В 1717-1718 годах Петр I выписал из Англии маши­ну системы Севери, усовершенствованную физиком Жаном-Теофилем Дезагюлье. Этот «огневой насос», сферический котел которого вмещал 5-6 бочек воды, упот­реблялся для пуска фонтанов в Летнем саду.

Схематическое изображение паровой машины (насоса) Т. Севери в усовершенствованном виде 1702 г. (с двумя рабочими камерами). Внешний вид. Слева – рабочие камеры, справа- котельная установка

В 1711-1712 годах английский изобретатель, кузнечный мастер Томас Ньюкомен построил совместно с Джоном Колли (или Коули) первую паровую (точнее пароатмосферную) поршневую машину.

Изображение паровой машины Ньюкомена (в разрезе). Иллюстрация из книги Белидора «Гидравлические сооружения», 1739 г.

Двигатель Ньюкомена предназначался вначале также лишь для откачки воды. Посредством балансира он соединен был с насосной уста­новкой. Двигатель представлял собой пароатмосферную машину. В от­крытом сверху вертикальном цилиндре двигался поршень. Движение поршня вверх (холостой ход) совершалось под действием пара, посту­пающего под поршень из котла, расположенного под цилиндром. Подъе­му поршня содействовал также вес насосной штанги и добавочного груза, подвешенного на противоположном конце балансира. Движение поршня вниз (рабочий ход) совершалось силой атмосферного давления после того, как пар под поршнем охлаждался путем вбрызгивания в ци­линдр (под поршень) холодной воды.

Даже после усовершенствований, внесенных в конструкцию машины Ньюкомена Г. Бейтоном, Дж. Смитоном и, наконец, знаменитым англий­ским изобретателем Джемсом Уаттом в 1769-1774 годах, паровая машина Ньюкомена сохраняла это узкое назначение.

«…Паровая машина в том виде, как она была изобретена в конце XVII века, в мануфактурный период, и просуществовала до начала 80-х годов XVIII века, не вызывала никакой промышленной революции», — подчеркивал К. Маркс.

И на Урале еще в 50-х годах XVIII века ставился вопрос о применении паровой машины (по-видимому, системы Ньюкомена) для откачки воды из шахт. Так, например, канцелярия Гумешевского медного рудника весной 1752 года обратилась в Берг-коллегию с просьбой затребовать из Академии наук модель машины, которая «чрез огонь из глубоких ям воду вытягивает», а также «аккуратное об ней описание». Впрочем, это начинание осталось неосуществленным.

До весны 1763 года нигде в мировой практике паровые («огнедействующие») машины не применялись для непосредственного приведения в движение каких-либо заводских или транспортных механизмов, хотя теоретически такая возможность допускалась, как мы видели, Д. Папеном и Т. Севери, а также и некоторыми позднейшими конструкторами, например Дж. Хэллзом (Гулльзом) в Англии или И.-Э. Фишером в Германии в 30-х годах XVIII века.

В тех случаях, когда (к середине XVIII века) делались отдельные по­пытки использовать силу «огня» (пара) для приведения в действие за­водских механизмов (сверлильных станков, воздуходувок и т.д.), паро­вую машину (системы Севери или Ньюкомена) заставляли поднимать воду в резервуар, а затем пускали эту воду на колесо, которое приво­дило в движение данный механизм.

Проект универсальной паровой машины

В докладной записке к своему первому проекту 1763 году Ползунов выдвинул поразительное по смелости предложение — заменить всю си­стему водяных двигателей на заводах «огненными», т.е. паровыми дви­гателями, тем самым «облегчая труд по нас грядущим».

Проектируя свою паровую машину для различных заводских целей, Ползунов стремился прежде всего разрешить конкретные запросы алтай­ского и вообще русского горнометаллургического производства. В связи с необходимостью постройки алтайских заводов непременно на реках, часто вдали от рудников и лесов, увеличивались трудности перевозки руды и угля. Именно в период 1762-1763 годов Колывано-Воскресенское горное начальство получило задание построить ряд новых заводов. Между тем было трудно найти места, где бы имелись и рудные место­рождения, и леса (древесное топливо), и которые были бы вместе с тем удобны для создания крупных водохранилищ.

Модель паровой машины Ползунова, сделанная в 1825 г. по первому проекту изобретателя

Ползунов настойчиво стремился найти способ строить заводы в лю­бом безводном месте. Начиная свою докладную записку с анализа основных недостатков горного дела в России, он подчеркивал, что необ­ходимость строить заводы на реках ограничивает возможность строи­тельства новых заводов и вызывает огромные дополнительные расходы государственных средств.

Ползунов подчеркивал, что он замыслил «сложением огненной ма­шины водяное руководство пресечь и его, для сих случаев, вовсе уничто­жить, а вместо плотин за движимое основание завода ее (паровую ма­шину) учредить так, чтобы она была в состоянии все наложенные на себя тягости, каковы к раздуванию огня обычно в заводах бывают потребны, носить и по воле нашей, что будет потребно, исправлять (здесь в смысле исполнять)… Дабы сей славы (если силы допу­стят) Отечеству достигнуть и чтоб во всенародную пользу… в обычай, ввести».

Докладная записка 1763 года показывает также, что скромный алтай­ский шихтмейстер, непрестанно отвлекаемый текущими поручениями, ничего общего не имеющими с изобретательством и с науками, успел приобрести солидные практические и теоретические знания. Он трезво оценивал, например, состояние литературы о паровых машинах, говоря, что «действие огненных машин должно более примечаниями (наблюдениями) и опытами, нежели в тягостях (в расчетах нагрузок) — механическими, а в фигурах — геометрическими доводами, утверждать и теоретически доказывать».

Он правильно отмечал отставание современной ему теории от прак­тики «особливо в воздушных и огненных делах», т. е. в области учений о газах и о теплоте. Теоретические замечания Ползунова показывают, что он был в курсе борьбы научных мнений о природе тепловых явлений. Ему было знакомо как старое учение о теплороде, так и новая молекулярно-кинетическая теория теплоты, главным представителем которой в России был М.В. Ломоносов.

Круг литературных источников, использованных Ползуновым, нам мало известен (на русском языке в то время имелась лишь одна книга, содержавшая беглое упоминание об использовании паровых двигателей для откачки воды из шахт: Г. Крафт «Краткое руководство и познания простых и сложных машин, сочинённое для употребления российского юношества», СПб, 1738). Несомненно лишь, что изобретатель изучал вышедшую в 1760 году книгу И.А. Шлаттера «Обстоятельное наставление рудному делу», где на страницах 150-169 давалось описание паровой (точнее — пароатмосферной) машины Ньюкомена с соответствующими рисунками. Шлаттер в свою очередь позаимствовал это описание из книги фран­цузского инженера Б.-Ф. Белидора «Гидравлические сооружения» (1739). О знакомстве Ползунова с некоторыми трудами Ломоносова можно лишь высказывать предположения.

В своем проекте Ползунов, и в этом его огромная историческая заслуга, впервые дал подробное описание оригинальной паровой (точ­нее — пароатмосферной) машины, позволявшей осуществлять непрерыв­ность отдачи работы, а потому пригодной для применения в различных заводских операциях. Описание сопровождалось тщательными расчета­ми и чертежами машины во всех ее деталях.

Канцелярия Колывано-Воскресенского горного начальства во главе с Порошиным, рассмотрев 25 апреля 1763 года представленные Ползуно­вым документы, одобрила проект, хотя с оговорками и сомнениями («сумнительствами»), особо подчеркнув, что осуществление замысла изобретателя позволит «избегнуть против нынешнего знатных расходов, а именно строения чрез великую сумму на реках плотин», и что если «сверх сомнения» Ползунов построит машину, то она «не столько при одних здешних, но и при многих в России заводах, фабриках и мануфак­турах руководить может с немалою пользою».

Затем проект Ползунова с заключением Канцелярии послан был на заключение Шлаттеру. Последний также выдвинул против предложений изобретателя ряд оговорок, возражений и «сумнительств». В целом же Шлаттер приходил к положительному выводу и рекомендовал «велеть такую машину, какую он (Ползунов) проектировал, построить и в действие производить, дабы практикою теорию свою подтверждала». Он одобрил намерение Канцелярии поощрить изобретателя производст­вом в чин горного механика («берг-механикуса») и денежной наградой.

Екатерина II утвердила это решение и «великодушно» пожаловала Ползунову 400 р., которые, однако, были доставлены изобретателю, когда он лежал уже на смертном одре.

Создание И.И. Ползуновым универсальной паровой машины

К марту 1764 года Ползунов разработал подробный второй проект па­рового двигателя несколько иной конструкции, позволившего непосред­ственно приводить в действие воздуходувные мехи при сереброплавиль­ных печах.

В январе 1764 года заводское начальство вынесло решение о приме­нении машин системы Ползунова — как при Барнаульском заводе, так и на Новолазурском и Семеновском рудниках. Возможно, что на эти рудники предполагалось перенести барнаульскую машину.

Для производства деталей паровой машины Ползунов сконструиро­вал ряд станков — токарных и др. — с водяным приводом.

К числу серьезных ошибок, нередко повторявшихся в литературе о Ползунове, принадлежит утверждение, будто изобретатель был одиноч­кой и создавал все свои гидротехнические и теплотехнические установ­ки единолично.

Верно, конечно, что круг помощников Ползунова был еще узок. Но такие помощники были. Да было бы и физически невозможно одному человеку сооружать огромную по тем временам паровую машину.

К «механикусу» Ползунову было прикомандировано четыре учени­ка — Дмитрий Левзин, Федор Овчинников, Иван Черницын и Петр Вятченин, мастер по расковке меди Филат Медведев и отставной мастеро­вой Спиридон Бобровников.

19 марта 1764 года Ползунов просил также прикомандировать еще следующих мастеров по литейному делу: плавильщиков («шмельцеров») Ивана Шевангина, Сергея Трусова, Федора Кирсанова и Ивана Колмина, кузнеца Ефима Материна, обжигальщика Михайлу Густокашина и отставного мастерового Григория Бобровникова; по расковке меди — мастеров Семена Коренева и Козьму Девкина, по меднокотельному, паяльному, кузнечному и слесарному делу — Ивана Клюева, Андрея Зуева, Сафона Васильева и Григория Харитонова; столяров для изго­товления моделей и образцов — Игнатия Речкунова и Степана Худякова, а к ним работников из бочкарей — Ивана Сафонова и Петра Кунгурова. Кроме того, Ползунов просил дать ему чернорабочих из заводских кре­стьян по 40 человек на июль и август и с ними по 10 человек плотников.

Хотя в помощь изобретателю давали меньше людей, чем он просил, но все же частично его ходатайство удовлетворили. Помощники из чис­ла мастеров и чернорабочих у изобретателя были. Особенно значитель­ную роль в постройке машин играли механические ученики Иван Черни­цын и Дмитрий Левзин,

К декабрю 1765 года «огненная машина» была в основном закончена. Ползунов опробовал ее в действии, заменив для этого случая отсутство­вавшие мехи бревнами. Затем приступили к постройке мехов.

Алтайскому механику было несравненно труднее строить паровую машину, чем мастерам Англии, единственной страны, где вообще в то время производились такого рода двигатели.

Чертёж машины Ползунова, выполненный в 1765 г.

Ещё в первой четверти XVIII века там был создан около Лондона специальный завод для выделки паровых цилиндров и других деталей «огнедействующих» машин. С этого завода посылались и мастера для сборки паровых машин (как правило, одноцилиндровых, системы Ньюкомена). И все же английским теплотехникам второй половины XVIII века (в том числе и Уатту) пришлось сталкиваться с огромными трудностями в деле производства деталей паровых машин, которые зачастую оказы­вались непригодными.

На Алтае не было машиностроительных заводов. Примитивные, поч­ти полностью деревянные машины и механизмы мануфактурных пред­приятий строились и собирались обычными заводскими плотниками столярами, кузнецами и слесарями.

Внешний вид здания, в котором помещалась машина Ползунова. Позднейшая репродукция чертежа 1765 г.

Ползунов должен был создавать не только детали машин (медные, железные, свинцовые, стальные), но и орудия для производства этих деталей.

И он действительно изготовил множество специальных инструмен­тов, сконструировал ряд станков — токарных и других, частично приво­димых в движение силой воды.

Устройство паровой машины И.И. Ползунова

Что же представляла собой ползуновская машина — первая паровая машина, для заводских целей построенная в России?

Схема паровой машины Ползунова

Недалеко от заводского пруда было построено высокое деревянное здание около 19 м высотой, где размещалась огнедействующая машина с котельной установкой, парораспределительным, водораспре­делительным и передаточным механизмами. Часть здания была низкой и вытянутой в длину. Там должны были находиться воздуходувные мехи, обслуживаемые паровой машиной.

Котельная установка занимала нижний ярус основной (высокой) части здания и выступала над полом второго яруса. Медный котел имел внизу вид усеченного конуса, а вверху — полушаровидную форму. Он имел прибор для автоматического питания котла водой и еще несколько остроумных приспособлений, введенных Ползуновым для обеспечения бесперебойной работы котла.

Над котлом, занимая все верхние ярусы здания, размещались ци­линдры паровой машины с водо- и парораспределительными устройст­вами, а также механизм для передачи движения воздуходувным мехам.

Макет здания, в котором размещалась паровая машина Ползунова

«Огнедействующая машина», построенная в 1764-1765 годах, относи­лась в основном к той же системе, которая предусматривалась проектом 1763 года но имела значительно большую мощность — 32 л.с. вместо 1.8 л.с.

Взяв в качестве исходной конструкцию ньюкоменовской пароатмосферной машины, Ползунов запроектировал машину не с одним, а с дву­мя такими цилиндрами. Каждый из этих медных цилиндров имел огром­ные по тем временам размеры — около 3 м в высоту и 0.8 м в диаметре (по проекту 1763 года цилиндры должны были иметь в четыре раза мень­ший диаметр). В цилиндрах двигались железные поршни (как тогда говорили «эмволы»), обтянутые кожей. Техника того времени была еще столь несовершенной, что плотно подогнать поршни к внутренней поверх­ности цилиндров не удавалось. Зазоры достигали 15 мм. С подобной же трудностью сталкивались и западные теплотехники. В цилиндрах их па­ровых машин зазоры были тоже очень велики, и пар то здесь, то там вырывался из них.

Поршни в двухцилиндровой машине Ползунова двигались в проти­воположных направлениях — когда один поднимался, другой опускался. Движение поршней передавалось двум балансирам, которые качались вверх и вниз также в противоположных направлениях (в проекте 1763 года Ползунов предусматривал не балансиры, а шкивно-цепную передачу, но впоследствии отказался от такого устройства). Вторые плечи балансиров должны были соединяться посредством тяг с рукоятками двух воздуходувных мехов.

Только что описанное устройство двухцилиндровой машины с двумя балансирами обеспечивало непрерывное дутье для плавильных печей. Воздухораспределительная и парораспределительная системы машины были устроены в высшей степени остроумно. Хотя, как уже отмечалось, Ползунов был знаком с книгой Шлаттера, а может быть, и с некоторыми другими чертежами созданных к этому времени паровых машин, но его изобретение было новым вкладом в мировую теплотехнику. Это признал и Шлаттер, отметивший в своем заключении: «…Он, шихтмейстер, так похвалы достойною хитростию оную машину умел переделать (по срав­нению с машиной Ньюкомена) и изобразить, что сей его вымысел за новое изобретение почесть должно», потому что Ползунов «вместо того что все в свете находящиеся такие машины одинаки и из одного цилиндра состоят, то он оную на две разделил…»

Итак, замечательное творение первого русского теплотехника было в основном завершено. Оставались лишь некоторые доделки — и маши­на могла войти в строй. Однако судьба самого Ползунова складывалась трагически. За несколько лет до этого у него началось легочное заболе­вание. Постоянная нужда, тяжелая и нервная работа, нередко сопряжен­ная с большой опасностью, способствовали усилению болезни.

Смерть И.И. Ползунова

Материальные условия жизни Ползунова почти не улучшились и по­сле того, как он стал «механикусом».

Он вынужден был, отказывая себе в самом необходимом, строить за свой счет модель «огнедействующей» машины, которую намеревался послать в Петербург. Впрочем, собрать изготовленные им детали этой модели механик уже не успел.

Болезнь его становилась все более тяжелой. Непомерное физическое и нервное напряжение зимой 1765-1766 годов во время сооружения огром­ной машины усугубило ход болезни. Тридцатисемилетний изобретатель в расцвете творческих способностей, накануне завершения своей замеча­тельной машины почувствовал приближение смерти. И только тогда — 21 апреля 1766 года — продиктовал он своему ученику Ивану Черницыну «челобитную» на имя Екатерины II — потрясающий документ, в котором особенно ярко отразился духовный облик выдающегося русского изобре­тателя — скромного, настойчивого, полного «благородной упрямки» (говоря словами Ломоносова) в достижении основной цели жизни — раз­вития отечественного производства.

Механик напоминал там о состояв­шемся в свое время одобрении его проекта «с планом и описанием новой машины», отметив, между прочим, и произвол горного начальст­ва, не выдавшего ему обещанной награды. Он предвидел возможность смерти, «о его больше всего беспокоила судьба машины. Вынужденный просить об увольнении по болезни «от всего того машинного производ­ства», изобретатель подчеркивал, что его ученики Левзин и Черницын при поддержке Порошина и других горных офицеров смогут довести его дело до конца, что Левзин и Черницын поняли устройство машины во всех деталях «и производство знают».

Видимо, заводские чиновники испугались нагоняя из Петербурга за то, что задержали наградные. В тот же день 21 апреля 1766 года они отослали прикованному к постели Ползунову, изнемогавшему от жесто­кого горлового кровотечения, жара и невыносимых болей, 400 рублей серебром. Лекарь Яков Кизинг стал более внимательно, чем прежде, «пользовать» больного. Но было уже поздно. 16 мая 1766 года первый рус­ский теплотехник скончался.

Паровая машина И.И. Ползунова в действии

Паровая машина была введена в строй его учениками и соратни­ками, среди которых был другой талантливый русский изобретатель Козьма Фролов.

Так оборвалась короткая, но славная жизнь «механикуса» Ползунова, сделавшего первый шаг не только в России, но и во всем мире к созданию такой паровой машины, которая была бы способна «по воле нашей, что будет потребно, исправлять», иначе говоря, к созданию уни­версального парового двигателя. Это дело завершено было в Англии Уаттом пятнадцать лет спустя.

Результаты работы первой русской паровой машины оказались вполне удовлетворительными. Как сообщал Порошин Кабинету рапортом от 29 января 1767 года, с помощью этой машины было проплавлено значительное количество руды, перевозимой со Змеиногорского рудника, причем чистая прибыль от работы парового двигателя составила 11 тыс. рублей. Однако из-за аварии котла (который признавался ненадежным самим Ползуновым) машина в ноябре 1766 года была остановлена и боль­ше не применялась.

Весной следующего 1767 году Д. Левзин и И. Черницын со всеми доку­ментами об окончании ползуновской машины и с моделью её были от­правлены Порошиным в Петербург. Порошин пытался заинтересовать изобретением покойного механика кабинетное начальство и Академию наук. М.В. Ломоносова уже не было в живых, но в академии работали его ученики. Один из них, математик С.К. Котельников, вскоре возгла­вивший академический музей (кунсткамеру), должен был обучить Д. Левзина математике и механике (для чего решено было приобрести два экземпляра книги Г.В. Крафта «Краткое руководство к познанию простых и сложных машин»). Черницын был сразу же возвращен на Алтай. Машину Ползунова признали полезной. Ее модель поместили в кунсткамере, причем намечено было провести сопоставление работы ползуновской машины (на примере этой модели) с предыдущими конст­рукциями паровых двигателей.

Однако эта инициатива передовых ученых ломоносовской школы, натолкнулась на бездушное, а иногда и просто недоброжелательное отношение горных чиновников.

Они не были заинтересованы в распространении паровых двигате­лей. По их твердому убеждению, на Алтае и в других промышленных районах достаточно было дешевого крепостного труда. А если уж прихо­дилось применять какие-то двигатели, кроме ручных, то следовало огра­ничиться более привычными, простыми и недорогими конными и водя­ными двигателями.

Судьба паровой машины И.И. Ползунова

В 1768 году А.И. Порошин ушел в отставку. Во главе заводов был по­ставлен горный чиновник Андрей Ирман, сторонник традиционной, ста­рой техники. Д. Левзин был скоро возвращен на Алтай.

Свое мнение о паровых машинах новый начальник Колывано-Воскресенских заводов вполне отчетливо выразил в рапорте от 1 февраля 1768 года:

«Вышеписанная машина до сего уже давно оставлена, да и пущать в действо, по изобилию при здешнем заводе воды, за ненужно (за ненужностью) не признавается».

Что касается переноса машины Ползунова на один из двух ранее намеченных рудников, или на какой-либо другой завод (Черницин предлагал это в 1769 году) то и это пред­ложение было отвергнуто Канцелярией «по неимению здесь искусных ремесленников». Нечего говорить, что на Колывано-Воскресенских заво­дах было множество «искусных ремесленников». Не раз в последующие десятилетия барнаульские механики выступали с замеча­тельными проектами паровых машин разных конструкций и систем, но им не удалось воплотить в жизнь свои замыслы. Горное начальство ни­чего не сделало, чтобы на родине первого русского парового двигателя, на Колывано-Воскресенских заводах, вместо водяных двигателей были введены паровые машины той или иной конструкции.

В 1778 году Ирман обратился в Кабинет с официальной просьбой разобрать ползуновскую машину. Ирман вновь подчеркивал, что в такой машине впредь никогда надобности не будет, «потому что при здешних заводах расплавка руд и получение серебра производится по довольству воды, чрез вододействуемые машины».

В 1780 году при преемнике Ирмана Меллере огромная машина и зда­ние, где она стояла, были разобраны. Медные цилиндры и другие части машины долгое время валялись без всякого присмотра под открытым небом на берегу заводского пруда. Еще в начале XIX века дети, играя у пруда, прятались в эти цилиндры.

Дело смелого новатора не замерло. На Алтае остались его ученики и последователи. Они стремились искать новые решения, соответствую­щие быстро растущему уровню мировой техники.

Попытки обеспечить непрерывность работы двигателя путём сочета­ния двух пароатмосферных цилиндров, делавшиеся в последующие годы и в других странах (например, Н.-Ж. Кюньо во Франции, Фальком в Англии), характерны для первого этапа разработки проектов универ­сальной паровой машины.

Второй и решающий этап борьбы за создание универсальной паро­вой машины относится уже к началу 80-х годов. Он связан прежде всего с деятельностью знаменитого английского механика Джемса Уатта.

Передовые русские теплотехники конца XVIII и начала XIX веков исхо­дили уже в своем творчестве из достижений Уатта. Однако при всех преимуществах второй паровой машины Уатта по сравнению с «огнедействующей машиной» Ползунова необходимо еще раз подчеркнуть, что Ползунов задолго до Уатта в тяжелых условиях крепостного Алтая выступил как пионер в деле создания универсального парового двига­теля для заводских целей.

А потому совершенно прав был Эрик Лаксман, давший оценку дея­тельности Ползунова в словах: «Муж, делающий истинную честь своему Отечеству».

Похожие публикации:

1. Где мсс митсубиси делает вариаторы
2. При скольки градусах можно
3. Какое масло заливать в акпп киа кворис
4. Как зарядить смарт ключ от бмв