Порох - не только дитя войны?

Ученый из Голландии, Христиан Гюйгенс, в 1673 г. написал: до сих пор порох был нужен только для битвы. Но люди долгое время надеялись, что придет время, и они смогут обуздать эту величайшую силу, направив ее для служения другим целям. Пока сделать это так никому и не удалось.

Про Гюйгенса говорили, что он гений, родившийся в эпоху гениев. Это был одаренный ученый своего времени. Он рос в Гааге в одном городе с Рембрандтом, и нельзя исключить вероятность их встречи и знакомство. Благодаря наставлениям домашних учителей, он научился играть на нескольких музыкальных инструментах, знал греческий и итальянский языки и свободно на них говорил. Гюйгенс попал в Лейденский университет и с энтузиазмом начал изучать природные явления. Круг его интересов был обширен. Он увлекался астрономией и изучал кольца Сатурна. Именно он является изобретателем часов с маятником.

В 70-е годы 18 столетия Гюйгенс начал изучать серьезную проблему, над которой давно бились многие гении. Использовать силу воды и ветра себе на пользу люди научились давно. Их преимущество в работе мельниц неоспоримо, и люди этим пользовались много лет.

Но для решения других серьезных задач, особенно в горнодобывающей промышленности, нужен был портативный источник энергии, который не составило бы труда перемещать с места на место. На те времена для таких целей использовались тягловые животные, и альтернативы им не было. Их эффективность была низкой, работать с ними было тяжело и неудобно. Вопрос, как найти источник энергии, не вызывающий затруднений в перевозке, был непрост и ответа не находил.

А что если для этих целей попробовать использовать порох, который мог привести в действие специальную машину? Увидев, с какой силой взрывная волна выбрасывает из пушки ядро, Гюйгенс понял: решить задачу, как направить на службу человека энергию пороха и заставить ее работать, достаточно сложно.

Но он изучал все проведенные опыты и понял, что даже при откачке воздуха, он развивает в сосуде огромное давление. И ученому пришла на ум мысль попробовать косвенно использовать силу пороха. Для решения задачи он взял уже известные на тот момент поршень и цилиндр, но не для откачки воды, как было до этого, а как источник аккумуляции энергии.

Для своего двигателя, работающего от энергии взрыва, ученый взял небольшой заряд пороха. Он должен был выталкивать воздушную массу из цилиндра через специальный клапан. Принцип действия был таким: нагретый газ, остывая, уменьшался в объеме и начинал давить на поршень, который приходил в движение. Управлять силой взрыва пороха было несложно, так как его использовали в небольшом количестве.

В 1673 г. труды Гюйгенса увенчались успехом. Он сумел создать маленький работоспособный двигатель, который поднял груз. У него появились надежды, контролируя энергию взрыва, использовать его для подъема больших и тяжелых каменных блоков. Это имело практическое значение в области строительства. Можно было бы применить изобретение на мельницах для прокачки воды. Такой двигатель имел неоспоримые преимущества перед животными, которые перевозили грузы: во время работы ухода за ним не требовалось. По расчету ученого для поднятия груза весом в 3 тысячи фунтов на высоту в 30 футов требовался всего 1 фунт пороха. Но неразрешимыми оказались несколько проблем, которые не позволяли построить работающий двигатель.

После взрыва пороха внутри цилиндра всегда оставалась часть газа, и это снижало эффективность работы устройства. Но самое главное, он не смог изобрести способ, как без перерыва загружать в цилиндр снаряды.

Ассистентом у Гюйгенса работал француз Дени Папен. Он тоже участвовал в изобретении нового направления действия энергии пороха. Он решил, что пар может оказаться более действенным способом, способным заставить двигатель работать. Решение оказалось верным, и перевернула все представления, заставив промышленность сдвинуться с места по принципу внешнего сгорания. И все же двигатель такого действия простоит без движения еще 200 лет, пока на рынке не появится нефть.

Но вообразить мотор автомобиля, снабженный несколькими стволами пушек, в которых поршни обуздали взрывную волну, все-таки можно. Применять порох как горючее для машинных двигателей так и не стали, но свою роль в разработке современного мотора он сыграл.

Ученый из Голландии оказался человеком будущего. Он быстро сообразил, что в отличие от паровых машин, у двигателя внутреннего сгорания важное значение имеют соотношение веса и силы. Ученый решил, что для мощности нужен небольшой вес, и эта важная деталь позволит изобретать средства для передвижения не только по сухопутному и водному пространству. Он даже осмелился предположить возможным полеты в воздухе, что в то время считалось величайшим вздором.

В своих последних трудах Гюйгенс развеял представление о порохе, как об адском веществе. Кальвинистская церковная община оценила старания ученого поставить энергию разрушения на минные рельсы. Один из пасторов заявил, что достижения химии не могут быть противны ни матушке-природе, ни Всевышнему.

В конце 17 столетия пророческие высказывания о возможных способах применения пороха в будущем, привлекли внимание к этому материалу многих ученых мужей и простых инженеров. Они специально приезжали, чтобы посмотреть на промышленные объекты, работающие на порохе, казавшиеся уже примитивными. Пороховая мельница была не только опасной, но еще очень шумной, загрязненной и зловонной. На аттракцион для туристов она походила плохо.

Но в 1673 г. Джон Обри посетил в Англии графство Суррей и посмотрел на пороховой завод. Процесс оказал на него огромное впечатление. На 18 мельниц работали 16 водяных колес, вырабатывающих энергию. В производстве также были дробилка, очистительная станция и земляной садок для вылеживания селитры. Посетителю экскурсия очень понравилась, он посчитал все достойным для показа туристам.

Обри понял, что новое направление способствует появлению основ для надвигающейся революции в промышленности. Ведь до этого порох и другие товары производили в небольших ремесленных мастерских. Ремесленники развивали опасное для жизни производство на окраине поселений. Рядом с ними находились и другие предприятия: дубильни и бойни. Но это еще было хорошо, многие работали в собственном доме.

Промышленных оборотов ремесло набирало медленно, но уверенно. Первая пороховая мельница была создана в Англии в 1555 г. в графстве Сарри.