Покоренная плазма

Творцы «Русского солнца» и «Электрогефеста»

В 1874 году начальником телеграфа Московско-Курской дороги работал Павел Николаевич Яблочков. Это был знающий дело специалист. Однажды ему дали серьезное задание: сопровождать поезд важного назначения, который следовал в Крым. Яблочкову вручили дуговой прожектор и приказали зорко следить, чтобы он исправно освещал дорогу впереди паровоза.

Яркое пламя, вспыхнувшее в коробке прожектора между двумя угольными электродами, оказалось капризным. Приходилось непрерывно следить за механическим регулятором, который сближал угли по мере их сгорания. Несколько долгих ночей провел на паровозе Яблочков, коченея от холода, но огненному жгутику плазмы погаснуть не дал. В эти ночи у Яблочкова возникло твердое решение посвятить себя работе над устройством электрического освещения. «Нужна простая, удобная дуговая лампа», — думал Яблочков и, вернувшись домой, с жаром принялся за дело.

В мастерской товарища, куда он перешел работать, изобретатель ставит один опыт за другим. Яркие вспышки электрического света часто освещают окна небольшого помещения, но бегут дни, недели, а успех не приходит. Яблочков решил уехать во Францию.

В Париже русский изобретатель поступает работать в электротехническую мастерскую. Целые дни проводит он у динамо-машин, а вечерами продолжает работать над дуговой лампой.

В истории техники известны случаи, когда решение задачи приходит внезапно. «А что, если вовсе отказаться от регулятора и расположить электроды параллельно? — подумал Яблочков. — Пламя дуги, зажженное у концов электродов, будет постоянно спускаться вниз…»

Все? Нет! Нужно еще придумать способ, как удержать дугу вверху, ведь она может переметнуться к середине электродов и быстро их пережечь.

Начинаются поиски. Талантливый изобретатель наконец разрешает труднейшую техническую задачу и создает свою знаменитую «свечу Яблочкова».

И вот включен рубильник. Стоит теперь замкнуть в верхней части электроды «свечи», и яркое пламя озаряет все вокруг. Жгутик дуги устойчиво прилепился к концам электродов. Соскользнуть вниз ему не дает прослойка между угольными стержнями. Яблочков сделал ее из смеси земли, извести и других материалов. Есть в этой «замазке» даже вещество, которое окрашивает пламя в розоватый цвет. Оно нужно, чтобы лица не казались мертвенно-бледными.

С поразительной быстротой разнеслась по всему миру слава русского изобретателя. Дуговые фонари зажигаются в Париже, Лондоне, Лиссабоне, Петербурге, во владениях персидского шаха и короля Камбоджи.

«Русское солнце!» — так называют их всюду. И действительно, только с солнцем можно было сравнить ослепительно яркий жгутик плазмы в «свече Яблочкова».

Сейчас электрический свет — обыкновенная, всем доступная вещь. А тогда?

Лучина над корытцем с водой, или светец, восковые и сальные свечи, керосиновые лампы и кое-где газовое освещение — вот чем пользовались люди во времена Яблочкова. Даже обыкновенные спички имели возраст всего лишь несколько десятилетий. И вдруг — свет, раздвигающий рамки дня, свет, который люди видели только при вспышках молнии.

«Свеча Яблочкова» — плазменный источник света, устройство, появившееся благодаря открытию В. В. Петровым электрической дуги. Начав эстафету электрического света, дуговая лампа позднее была вытеснена лампой накаливания. Ее изобрел тоже русский человек — А. Н. Лодыгин.

Казалось, плазма как источник света сыграла свою роль и на этом можно поставить точку.

Нет. Прошли годы, и она снова стала светить людям, доказав свое право на существование. Но об этом будет рассказано дальше, в отдельной главе.

А сейчас вспомним про второй «козырь», которым обладает дуга и который был отмечен еще В. В. Петровым. Я имею в виду свойство дуги создавать высокие температуры.

Где, когда, кто и как впервые использовал это ее качество?

Снова придется мне рассказывать о русских изобретателях, снова речь пойдет о славе России…

Яблочков не мог долго жить вдали от родины. При первой возможности он вернулся в Россию и открыл мастерские, в которых совершенствовал свое детище.

Среди его сотрудников был Николай Николаевич Бенардос. Он пытливо всматривается в дугу и сквозь темное стекло видит, как плавится огнеупорная глина прослойки «свечи Яблочкова». «Нельзя ли заставить, — думает Бенардос, — плавить этим пламенем металл? Нельзя ли приспособить его для исцеления сломанных машин, для изготовления новых?»

Не ослепительный свет, а жар, который заключен в дуге, на этот раз интересует изобретателя.

Бенардос помещает в пламя дуги кусочки металла и плавит их. После этого он усложняет опыты. Постепенно выкристаллизовывается схема первого в мире электросварочного аппарата.

Схема его проста.

От генератора, вырабатывающего переменный ток, тянутся два толстых провода. Один из них присоединен к свариваемой детали, второй — к угольному электроду. При сближении электрода с деталью вспыхивает дуга. Она разогревает металл по обеим сторонам трещины, которую нужно заварить. Теперь стоит поместить в пламя дуги металлический пруток, и капли металла начнут падать в шов. Они заплавят трещину.

Просто и быстро!

Но это не все. Если перемещать дугу вдоль толстого листа железа, то дуга, выплавив бороздой металл, рассечет лист надвое.

По имени сказочного кузнеца Гефеста Бенардос называет свое изобретение «Электрогефестом». Патенты на свое изобретение он берет не только в России, но и во многих других странах.

Много полезных дел сделала сварочная установка Бенардоса. Она уверенно расправлялась с трещинами в корпусах тяжелых машин, соединяла воедино расколотые детали, резала плазменным ножом металлы.

Но у нее был один серьезный недостаток. Швы, получавшиеся при сварке, были хрупкими. Причину этого разгадал талантливый инженер-металлург горный начальник Пермского пушечного завода Николай Гаврилович Славянов.

Бенардос вел сварку угольным электродом. В пекле дуги уголь легко проникал в металл и становился с ним единым целым. Уголь — это чистый углерод, а повышение содержания углерода в железе делает железо хрупким, ломким, похожим на чугун.

Славянов выбрасывает угольный электрод, а освободившийся провод от генератора присоединяет к металлическому стержню, который у Бенардоса служил лишь материалом для шва. Сварочный аппарат принял вид, близкий к современному.

Это произошло в 1890 году.

Но Россия была отсталой страной. Царское правительство не верило в гений русского народа, преклонялось перед иностранщиной. Поэтому электросварка, как, впрочем, и многие другие замечательные изобретения, почти не нашла применения в дореволюционной России. И к русскому изобретению потянулись жадные руки иностранных капиталистов.

Лишь после Великой Октябрьской революции семена, посеянные замечательными русскими изобретателями, дали обильные всходы.