Сидней Уитингтон - История инженерного дела. Важнейшие технические достижения с древних времен до ХХ столетия

Тем временем, чтобы спасти леса у себя дома, британское правительство выдало патент на производство железа с применением каменного угля Симону Стюртеванту, немцу по рождению. Впоследствии Стюртевант, служивший приходским священником, был изгнан из прихода (за весь XVII век в Британии таких случаев было лишь четыре). Он выполнял некоторые работы по подготовке каменного угля, чтобы извлечь из него все, что могло испортить или изменить металл, но позже сам оставил свое предприятие. Его права были переданы Джону Ровензону, который тоже не добился успеха. Он лишь писал о том, что намерен сделать, и ввел слово «чушка» применительно к металлу, когда он охлаждается, от его истечения из печи в первую форму и оттуда в короткие формы. После этого наступила очередь Дада Дадли, четвертого из одиннадцати незаконных отпрысков лорда Эдварда Дадли от одной матери, дочери рудокопа. Дад Дадли в возрасте 20 лет покинул Оксфорд, чтобы работать на металлургическом предприятии своего отца в Вустершире. Его беспокоила проблема британского леса, и он стал пробовать выплавлять железо с использованием в качестве топлива каменного угля.

Намного позже, в 1665 году, Дадли заявил, что до ухода на войну против Кромвеля в качестве военного инженера Карла I он сумел выплавить «хорошее товарное железо» по цене на 30–40 процентов ниже, чем при выплавке с использованием древесного угля. Он утверждал, что сделал это вопреки враждебности врагов, которые как-то раз даже порезали его мехи. Но как он сумел сделать из каменного угля кокс и как он деоксидировал руду с этим топливом, чтобы произвести железо, Дадли не сообщил в своем известном памфлете Metallum Martis. Эксперты считают, что Дадли принимал желаемое за действительное, был склонен к хвастовству и так никогда и не сделал того, что намеревался сделать в юности, хотя после войны вернулся к работе и напряженно трудился до самой смерти в 1684 году. После его смерти прошло тридцать лет, прежде чем Абрахам Дарби произвел первое коксование угля.

К 1713 году Дарби и его зять Ричард Форд производили от 5 до 10 тонн железа в неделю на своем металлургическом заводе в Коулбрукдейле, который располагался на берегу Кальдебрука, небольшого левого притока реки Северн, что на западе Англии. Они использовали кокс в качестве добавки к углю и могли делать чугун твердым и хрупким или мягким и упругим – как было необходимо. Производство на коммерческой основе чугуна из выплавленной с помощью угля руды началось в следующем году, когда на рынке появилась паровая машина Ньюкомена. К 1721 году заводы семейства Дарби производили тяжелые отливки и планировали расшириться в 1733 году, когда истечет срок действия патента Севери-Ньюкомена, открыв конкуренцию для изготовителей паровых машин. Энергия пара увеличивала потребность в железе, а промышленность увеличивала потребность в паровых машинах.

Более сильная струя воздуха повышала температуру в печах, высвобождая примеси в топливе и руде и повышая эффективность использования кокса, чтобы выплавлять чистый металл без использования древесного угля. К 1745 году второй Абрахам Дадли (1711–1763) и Ричард Рейнолдс регулярно использовали кокс, чтобы получить чугун высокого качества. К 1775 году третий Абрахам Дадли (1750–1791) и Джон Уилкинсон (1728–1808) настолько усовершенствовали коксовую печь, что смогли лить арочные ребра для первого в мире железного моста. Уилкинсон, один из первых британских миллионеров, внес большой вклад и в промышленность, и в инженерию. В 1774 году он запатентовал сверлильный станок, завоевавший прочное место в машиностроении. Он был намного лучше, чем станок Смитона, и стал незаменимым для Болтона и Уатта при строительстве паровых машин. Уилкинсон заказал один из первых двигателей Уатта в 1775 году и стал пионером в использовании энергии пара в прокатке железа. В 1787 году он построил первый в мире корабль полностью из железа. Это была 70-футовая баржа, построенная из клепаных железных листов.

Британская промышленность не могла удовлетворить потребности страны, когда металлургией начал заниматься первый Абрахам Дарби. Поставки шли из Швеции, Норвегии и России. Потом произошли перемены. Если меркантилисты 1740-х годов активно выступали за поставку чугунных чушек из американских колоний, чтобы освободить метрополию от зависимости от иностранных поставок и спасти британские леса, второй Абрахам Дарби с успехом выплавлял металл из железной руды с помощью кокса. Британия довольно быстро обрела независимость от американских и балтийских поставок. Тем не менее парламент принял Железный акт 1750 года, чтобы стимулировать импорт чушек из колоний. Британские леса были в безопасности, а британские чушки – вполне доступны. Третий Абрахам Дарби продолжал развивать процесс выплавки металла с использованием кокса, а в 1775 году американцы начали Войну за независимость с британским королем и парламентом. К 1788 году британское производство превысило импорт. Две трети домашней продукции выплавлялось с коксом. Генри Корт (1740–1800) придумал процесс пудлингования и полностью избавил британские леса от проклятия железа, а промышленность – от препятствий для ее расширения. Британия была на пути к промышленному господству в мире, которое она сохраняла, пока не стала испытывать конкуренцию со стороны Германии, а в XX веке ее обогнали Соединенные Штаты.

Достижение сразу оценили. После заключения мира в 1783 году, означавшего конец британского господства в Северной Америке, лорд Шеффилд в своем труде Observations on the Commerce of the American States написал: «Оригинальные и заслуживающие одобрения усовершенствования мистера Корта в области производства и обработки железа – вместе с машиной Болтона и Уатта и новым процессом получения кокса по низкой стоимости лорда Дандональда, будут, если все получится, более полезными для Британии, чем тринадцать колоний». Они смогут дать «полный контроль над торговлей железом в этой стране и большие преимущества навигации». Может показаться, что Шеффилд старается отыскать крупицы лучшего в крайне неудачном развитии событий. На самом деле он пророчески предсказал будущее Британской империи. Сравнивая утрату североамериканских колоний с промышленным развитием, которое видел в будущем лорд Шеффилд, не следует думать о Соединенных Штатах сегодняшнего дня. В 1784 году в тринадцати американских штатах жило меньше 4 миллионов человек, и их поселения располагались на расстоянии 100 миль или около того от Атлантического побережья вдоль речных долин. Лишь немногие пионеры переходили Аппалачи и продвигались вглубь континента. Перспективы экономического и политического будущего были великолепными, их цели ясными, но их текущая ценность для метрополии была примерно такой, как описал Шеффилд. Он не предвидел лишь одного: того, что развитие производства при более эффективном соединении угля, железа и пара создаст не только британское промышленное могущество. Оно также создаст масштабное эффективное машиностроение Соединенных Штатов, в которое британцы в будущем будут вкладывать сотни миллионов фунтов стерлингов и получать доходы.