Лев Гумилевский - Густав Лаваль

С водяным колесом как техническим фактором был связан и новый этап в развитии производительных сил, известный как век мануфактуры. Водяное колесо, будучи господствующим типом двигателя в век мануфактуры, являлось и основным условием размещения промышленных центров. Местонахождение производства всецело зависело от существования потока воды, который был нужен для приведения в движение водяного колеса.

Но с развитием мануфактурной системы производства и капиталистических фабрик начало сказываться несоответствие этого рода двигателя с общим процессом развития производительных сил: водяное колесо сковывало их развитие и по пространственному размещению и по линии их концентрации. Из революционного фактора, каким оно было в начале своего применения, водяное колесо превратилось в реакционную силу, тормозившую переключение производительных сил на более высокую техническую основу. Еще в большей мере органическими недостатками страдали ветряные установки, зависевшие от наличия в данный момент ветра нужной силы и направления. Да и по своей незначительной мощности ветряные мельницы никак не могли удовлетворять размерам капиталистического производства.

Начавшийся в Англии в средине XVIII века промышленный переворот, созданный появлением ткацких и прядильных машин, сопровождался дальнейшим развитием рабочих машин. Потребление, росшее быстрее производства, вызвало изобретение множества рабочих машин: хлопкоочистительных, лесопильных, металлообрабатывающих и т. п. Всем этим машинам нужен был новый, более совершенный, независимый ни от воды, ни от ветра двигатель, каким и явился паровой двигатель Уатта.

В своем примитивном виде паровая машина появилась много раньше Уатта.

«Паровую машину изобрел француз Папин, но в Германии. Немец Лейбниц, рассыпая вокруг себя, как всегда, гениальные идеи, без заботы о том, припишут ли заслугу этого ему или другим, — Лейбниц, как мы знаем теперь из переписки Папина (изд. Герляндтом), подсказал ему основную идею этой машины — применение цилиндра и поршня. Вскоре после этого англичане Сэвери и Ньюкомен придумали подобные же машины; наконец, их земляк Уатт, введя отдельный конденсатор, придал паровой машине в принципе ее современный вид» [5] Ф. Энгельс. Диалектика природы. Т. XIV, стр. 570–571. 1931. .

Однако «только с изобретением второй машины Уатта, — напохминает Маркс, — так называемой паровой машины двойного действия, был найден первый мотор, который, потребляя уголь и воду, сам производит двигательную силу и действия которого находятся всецело под контролем человека. Двигатель и сам средство передвижения: он позволяет концентрировать производство в городах, вместо того, чтобы рассеивать его в деревне. Наконец, он универсален по своему техническому применению и сравнительно мало зависит в своем местопребывании от тех или иных локальных условий. Великий гений Уатта обнаруживается в том, что патент, взятый им в апреле 1784 года, давая описание паровой машины, изображает ее не как изобретение лишь для особых целей, но как универсальный двигатель крупной промышленности» [6] К. Маркс. Капитал. Т.I, стр. 285, изд. 8-е, 1931. .

Действительно, весь дальнейший путь промышленного капитализма был уже связан с развитием паровой машины в качестве двигателя, как стационарного, так и транспортного.

Но уже во вторую половину XIX века, среди основных противоречий капиталистического общества выступило на сцену и техническое противоречие между темпами развития производительных сил капиталистического хозяйства и ограниченностью его энергетического базиса. Это противоречие в последнюю четверть XIX века обострилось до крайности. Концентрация производства потребовала реконструкции двигателя предшествующего периода промышленного капиталистического развития.

Паровая машина, громоздкая и трудно переносимая, соединенная механическим приводом с рабочими машинами, ограничивала пространственное размещение промышленности и масштаб концентрации благодаря незначительной мощности агрегатов. Одновременно и ограниченность запасов высокосортного минерального топлива, беспощадно пожираемого паровым двигателем, с его чрезвычайно низким коэффициентом полезного действия, выдвинула в отдельных странах и районах перед техникой капиталистического хозяйства задачу вовлечения в производство новых энергетических источников, и прежде всего задачу использования топлива на новой, более совершенной технической основе, с высоким коэффициентом полезного действия.

Запрос капиталистической промышленности на новый двигатель был также удовлетворен.

Для удовлетворения этого запроса изобретательская мысль неизбежно должна была обратиться в сторону постройки принципиально новых двигателей. Такими двигателями явились двигатели внутреннего сгорания и турбины.

Следует заметить, что с точки зрения экономичности использования топлива паровые двигатели имеют огромный недостаток: коэффициент полезного действия у паровых двигателей чрезвычайно низок: машины мощностью до 200 лошадиных сил претворяют в полезную работу не более 8 процентов теплотворной способности топлива, а самые мощные двигатели — не более 15–17 процентов. Паровоз, где установка конденсатора, повышающего коэффициент полезного действия, невозможна, превращает в механическую работу только 5 процентов сожженного в топке угля или нефти. Остальные 95 процентов, таким образом, в буквальном смысле слова вылетают в трубу.

Многие изобретатели, при решении поставленной перед ними задачи, задачи создания двигателя с более высоким коэффициентом полезного действия, пошли по пути, указанному основоположником термодинамики, гениальным французом Сади Карно, который теоретическими рассуждениями доказывал, что создание совершенного двигателя возможно лишь при замене водяного пара в качестве рабочего тела — газом.

Следует заметить, что опыты подобного рода делались еще задолго до создания парового двигателя. Тот же Дени Папин в лаборатории голландского физика Христиана Гюйгенса еще в 1678 году производил опыты с машиной, в которой поршень в цилиндре поднимался кверху при помощи взрыва порохового заряда, наполнявшего цилиндр горячими газами. По охлаждении этих газов атмосферное давление гнало поршень обратно, и хотя заряжение было сопряжено с большой возней, так как надо было отнимать дно цилиндра, все же машина Папина представляла собой так называемый двигатель внутреннего сгорания, в отличие от парового двигателя, являющегося двигателем внешнего сгорания.

Впрочем, по старому остроумному замечанию, пушка является также двигателем внутреннего сгорания, с той разницей, что при каждом ходе поршень здесь совсем вылетает из цилиндра.