Русский свет: Павел Яблочков и его свеча

Угли в электролите

В 1875 году дела у Московской мастерской физических приборов шли, прямо скажем, хреново. Фактически, предприятие зависло на грани разорения. Её владелец, отставной военный инженер Павел Яблочков, вместе с компаньоном Николаем Глуховым как раз проводил опыт по электролизу раствора поваренной соли. Проще говоря, пропускал через солёную воду электрические разряды. При электролизе соль разлагается на составные части, и можно получать полезные вещества — щёлочь, хлор. Для этого в ванну с раствором опускают два угольных стержня, подсоединяют к ним провода от генератора и гоняют ток. Стержни погружены в жидкость бок о бок, стоят параллельно. В какой-то момент они случайно касаются друг друга прямо под водой. Ток мгновенно прожигает между ними раскалённый канал — электрическую дугу. Это тот же эффект, что и молния, только маленькая и рукотворная: воздух или газ между двумя электродами ионизируется, становится проводником, и по нему идёт ток, разогретый до нескольких тысяч градусов. Свечение получается ярким до рези в глазах.

Дуга вспыхивает и гаснет, а угли при этом обгорают. Яблочков смотрит на них и внезапно понимает, что у него в руках, вернее — в ванне, принципиально другой, новый способ освещения. Все существовавшие до того дуговые лампы работали иначе: угли в них располагали друг напротив друга, торцами, как два карандаша, нацеленные один в другой. По мере того как они горели, расстояние между ними росло, дуга гасла — и требовался сложный часовой механизм, который постоянно подкручивал стержни навстречу друг другу. От этого механизма и были все мучения.

А если поставить угли не напротив, не под прямым углом, а рядом, как в этой ванне, и проложить между ними слой изолятора? Пусть горят сверху вниз, как свеча. Изолятор будет испаряться вместе с углями, расстояние между ними не изменится — и никакой регулятор на пружинах больше не нужен. Ну простая же идея! Оставалось подобрать подходящий материал для прокладки и построить генератор переменного тока, чтобы оба стержня сгорали равномерно. Но главное уже случилось: случайное замыкание в электролитической ванне показало, что пружинный механизм можно смело выбрасывать.

За десять лет до этого Павел Николаевич и предположить не мог, что станет возиться с углями и динамо-машинами. Сын обедневшего саратовского дворянина, в детстве мастеривший угломеры для землемерных работ и счётчик пути для телеги (прообраз будущего одометра), Яблочков по настоянию отца поступил в Николаевское инженерное училище в Петербурге. Выпустился в 1866 году по первому разряду, то есть в числе лучших. Таким выпускникам присваивали офицерский чин сразу при выпуске и давали право выбирать место службы среди предложенных вакансий. Павел Николаевич, а вернее — Паша Яблочков, получил чин инженер-подпоручика и распределение в 5-й сапёрный батальон Киевской крепости. Но военная карьера его не увлекала. Через год, сославшись на болезнь, он уволился с чином поручика.

Впрочем, в январе 1869 года на службу он всё же вернулся вернулся, поскольку был обязан отслужить свой срок по распределению. Его командировали в Техническое гальваническое заведение в Кронштадте, единственную в стране школу военных электротехников. Через восемь месяцев Яблочков уже возглавлял гальваническую команду того же сапёрного батальона. Едва истёк обязательный трёхлетний срок, 1 сентября 1872 года окончательно ушёл в запас.

Устроившись начальником телеграфа на Московско-Курскую железную дорогу, он вступил в кружок электриков-изобретателей при Политехническом музее и узнал об опытах Александра Лодыгина с лампами накаливания. Весной 1874 года подвернулся случай опробовать дуговое освещение в деле. Правительственный поезд шёл из Москвы в Крым, и железнодорожные чиновники решили, что неплохо было бы осветить ему движение ночью. И начальству угодить, таким образом, и полезные новшества на дороге внедрить. Яблочков установил на паровоз прожектор с регулятором Фуко — механизмом на трёх пружинах, который сам же и обслуживал. Всю дорогу он стоял на передней площадке локомотива, менял угли, подкручивал регулятор, перетаскивал провода и прожектор при каждой смене паровоза. Опыт удался, но сам Яблочков задолбался так, что пришёл к неутешительному выводу: дуговое освещение с такой механикой никогда не станет массовым. Слишком много возни.

Он покинул телеграф и открыл мастерскую. Создал электромагнит с плоской медной обмоткой, поставленной на ребро — патент от 29 ноября 1875 года. Деньги, однако, кончались. Осенью того же года, отправив жену с детьми к родителям в Саратовскую губернию, Яблочков уехал за границу, по документам — на всемирную выставку в Филадельфию, в Америку. Средств, однако, хватило ровно до Парижа.

Свеча и француз

В Париже Яблочков пришёл в мастерские французского физика и часовщика Луи Клемана Франсуа Бреге, внука Абрахама-Луи Бреге, основателя знаменитой часовой фирмы (у нас эти часы не совсем верно именуют «брегетами»). К тому моменту Бреге уже состоял членом Академии наук и занимался электрическими приборами. Его имя позже выбьют на Эйфелевой башне среди семидесяти двух крупнейших учёных Франции. Он предложил русскому инженеру место в своей фирме.

К началу весны 1876 года Яблочков завершил конструкцию электрической свечи: два параллельных угольных стержня, разделённых каолиновой прокладкой. Никаких пружин, никаких регуляторов. Стержни просто горели сверху вниз, испаряя изоляцию. Для равномерного выгорания обоих электродов требовался переменный ток. Яблочков построил для этого собственный генератор переменного тока и первым в мире применил такой ток для промышленного освещения. 23 марта 1876 года он получил французский патент № 112024.

Через три недели, 15 апреля, Яблочков уже в Лондоне, представляет свои наработки на Выставке физических приборов. Он поставил четыре свечи на невысоких металлических постаментах, подвёл к ним ток от динамо-машины из соседнего помещения и повернул рукоятку. Зал залил голубоватый электрический свет. Местная публика, привыкшая к тусклым газовым рожкам, пришла в восторг. Мировая пресса начала сыпать заголовками в духе «Свет приходит к нам с Севера — из России». Сам Яблочков распорядился гравировать на каждом фонаре слова «Русский свет». Не «Свет Яблочкова», а русский, из России.

21 апреля его избрали в действительные члены Французского физического общества. Продажами и продвижением светильников занялся Огюст Денейруз, французский инженер, который до того прославился изобретением дыхательного клапана для водолазного снаряжения. Яблочков тем временем решал техническую задачу посложнее: как запитать от одного генератора не одну свечу, а десятки. Если просто взять и соединить сто свечей в одну цепочку проводами, как ёлочную гирлянду — ничего не выйдет. Первая свеча будет гореть, а до последней ток дойдёт уже никакой. Потому что каждая свеча съедает часть напряжения, и на всех его просто не хватает.

Яблочков придумал, как обойти это ограничение, и 30 ноября 1876 года он получил патент на первый в истории трансформатор переменного тока. Если объяснять «на пальцах», то на входе высокое напряжение подавал генератор, а на выходе его оставалось ровно столько, сколько нужно конкретной свече. Получается, генератор даёт мощный поток под высоким давлением, а трансформаторы «разливают» его по розеткам с нужным напором. Примерно как водонапорная башня подаёт воду под давлением в магистраль, а в каждой квартире стоит вентиль, снижающий напор до безопасного.

Похожая история и с конденсаторами. Если включить много свечей в одну сеть, они начинают друг другу мешать: одна гаснет, другая мигает, ток «гуляет». Конденсатор — это, грубо говоря, электрический буфер. Он накапливает в себе заряд и отдаёт его, когда цепь проседает, сглаживая скачки. Представьте бочку с водой, из которой вы черпаете ковшом. Насос качает воду в бочку рывками, а ковш зачерпывает спокойно, потому что бочка сглаживает рывки. Конденсатор делает то же самое с током. Он собрал вместе генератор, трансформаторы, конденсаторы — и получилась система, где от одной машины можно запитать десятки и сотни свечей. Яблочков назвал это «дроблением электрического света»: один мощный источник, а свет «раздроблен» на множество точек. До него ничего подобного не делали.

К октябрю 1877 года его свечи горели в Лувре. На Avenue de l'Opéra на участок длиной в полмили установили 64 дуговых фонаря. Парижский ипподром освещали 128 свечей. Фирма Бреге выпускала по 8 000 штук в день. Каждая свеча в пересчёте на нашенские стоила около 20 копеек и горела полтора часа — потом фонарщик вставлял новую. Позже придумали фонари с автоматической заменой. «Русский свет» поставляли в Лондон, Берлин, Вену, Рим, Брюссель, Мадрид, Лиссабон, Стокгольм, а затем в Сан-Франциско, Филадельфию, Рио-де-Жанейро, Мехико, Дели, Калькутту, Мадрас. Персидский шах и король Камбоджи купили свечи для своих дворцов. Английские газовые компании, наблюдая, как дешевеют их акции, в панике продавили через парламент специальную комиссию по вопросу о допустимости электрического освещения. Они готовы были силой сдерживать прогресс, лишь бы этот русский не захватил рынок освещения на островах. Начинался 1879 год.

Дорога домой

Яблочков же в конце 1878 года вернулся в Россию. В Петербурге вокруг него сразу возник ажиотаж, в круг его знакомств начали набиваться разные люди, известные и не очень. Это как если бы сегодня в Россию приехал жить и работать Илон Маск, только он ещё и наш, родной, русский. В общем, дело пошло. При участии великого князя Константина Николаевича и композитора Николая Рубинштейна он учредил «Товарищество электрического освещения и изготовления электрических машин и аппаратов П. Н. Яблочков-изобретатель и Ко» и открыл завод на Обводном канале.

Апробацию новой технологии в России устроили 11 октября 1878 года в Кронштадте: осветили казармы учебного экипажа и площадь перед домом командира порта. Через два месяца, 4 декабря, восемь свечей зажглись в петербургском Большом театре. Газета «Новое время» 6 декабря описала это так: «Когда внезапно зажгли электрический свет, по зале мгновенно разлился белый яркий, но не режущий глаз, а мягкий свет, при котором цвета и краски женских лиц и туалетов сохраняли свою естественность, как при дневном свете». К середине 1880 года в России работало около 500 фонарей. Из них больше половины стояло на военных судах и заводах: 112 штук на Кронштадтском пароходном заводе, 48 на царской яхте «Ливадия», ещё 60 на других кораблях. Улицы освещали куда скромнее — по 10–15 фонарей на объект. Свечи зажглись в Москве, Киеве, Нижнем Новгороде, Одессе, Харькове, Саратове, Архангельске.

14 апреля 1879 года Императорское Русское техническое общество вручило Яблочкову именную медаль с надписью «Достойному Павлу Николаевичу Яблочкову». В январе 1880 года его избрали заместителем председателя только что созданного Электротехнического отдела Общества. В том же году вместе с профессором Чиколевым, физиком Лачиновым и изобретателем Лодыгиным он основал журнал «Электричество» — одно из старейших технических изданий страны, выходящее до сих пор.

Но у истории этой имелась и обратная сторона. Яблочкову хронически не хватало денег, а городские власти держались за проверенные и привычные газовые контракты, и не спешили внедрять новинку повсеместно. В правлении товарищества, по позднейшим воспоминаниям профессора Чиколева, «недобросовестные администраторы стали швырять деньги десятками и сотнями тысяч, благо они давались легко». Яблочков то и дело уезжал в Париж, а в его отсутствие правление разбазаривало остатки.

Однако главная беда пришла из Америки. Ещё в 1877 году русский морской офицер Александр Хотинский, принимая строившиеся по заказу России крейсеры, заехал в лабораторию Томаса Эдисона в Менло-Парк, штат Нью-Джерси. Он передал американцу лампу накаливания Лодыгина и свечу Яблочкова вместе со схемой дробления света. Ушлый Эдисон взял за основу лампу Лодыгина, подобрал для нити накаливания обугленную бамбуковую щепку, поместил её в вакуум и добился времени горения в 800–1000 часов. В ноябре 1879 года он получил американский патент. Яблочков выступил в печати с прямым обвинением, дескать Эдисон украл идеи русских инженеров. Его поддержал профессор Чиколев поддержал, заявивший «Способ Эдисона не нов, и обновления его ничтожны». Но заказчики уже сделали выбор в пользу лампы накаливания.

Пепел

В августе 1881 года в Париже открылась первая Международная электротехническая выставка. Яблочкова признали пионером дугового освещения и наградили французским орденом Почётного легиона. Но его свеча к тому моменту уже уступала лампе накаливания по всем статьям. Та горела в пятьсот раз дольше, её можно было зажигать и гасить сколько угодно, стоила она дешевле. И любой посетитель выставки мог увидеть эту разницу собственными глазами.

Тогда, стремясь вернуться в гонку, Яблочков переключился на химические источники тока. Возился с хлором и сжёг себе слизистую оболочку лёгких. В 1884 году во время опытов взорвалась натровая батарея. Павел Николаевич едва не погиб и перенёс два инсульта. Он выжил, но безвозвратно угробил собственное здоровье.

Он на время остался в Париже. В июне 1887 года стал досточтимым мастером масонской ложи «Труд и верные друзья истины» № 137 под юрисдикцией Великой ложи Франции. Затем основал первую русскую эмигрантскую ложу «Космос» и сам же стал её первым досточтимым мастером. Он рассчитывал собрать из русских, живших во Франции, элитарное собрание учёных, литераторов и художников. В ложу вошли философ и социолог Максим Ковалевский, социолог Евгений де Роберти, литературовед Нестор Котляревский. После отъезда Яблочкова на родину собрания затухли, и возобновились лишь в 1899 году.

В декабре 1892 года Яблочков окончательно вернулся в Россию. Все свои заграничные патенты он выкупил обратно у «Генеральной компании электричества с патентами Яблочкова» за миллион рублей, что примерно равнялось всему его состоянию на тот момент. В Петербург он приехал больным и почти без средств.

Дождался из Парижа вторую жену Марию Альбову и сына Платона, и вместе с ними уехал в Саратовскую губернию. Семья перебиралась с места на место: сперва имение Двоёнки близ села Колено, затем село Иваново-Кулики, где жила старшая сестра Яблочкова Екатерина. В конце 1893 года они осели в Саратове, в «Центральных номерах» купца Очкина на углу Московской и Малой Горьковской. Это были меблированные комнаты на втором этаже, без особых удобств. Номер быстро превратился в рабочий кабинет. По ночам, пока никто не дёргал, Яблочков сидел над чертежами электрического освещения Саратова. Сердце сдавало, началась водянка, отказывали ноги, но он продолжал работать.

19 марта 1894 года, в шесть часов утра, Павел Николаевич Яблочков умер. Ему было сорок шесть лет. 23 марта его похоронили в фамильном склепе у Михайло-Архангельской церкви на окраине села Сапожок Ртищевского района. Церковь снесли в конце 1930-х. В 1947 году президент Академии наук СССР Сергей Вавилов по воспоминаниям старожилов и архивным документам восстановил точное место захоронения. В 1951 году вышла памятная почтовая марка, посвящённая Яблочкову, в 1952-м на могиле поставили памятник. Слова «Русский свет», которые он когда-то велел выбивать на каждой лампе, пережили и угольные стержни, и керосиновые горелки, и сами лампы накаливания. С них, собственно, всё электрическое освещение городов и началось.