Многие изобретатели совершенствовали машину Папена, но наибольших успехов достиг лет пятнадцать спустя Ньюкомен — английский кузнец, а вернее, владелец кузнечного производства и торговец товаром, именуемым нынче «метизами».
Ньюкомен стал докапываться до причин медлительности машины, и многое из того, что казалось вчера разумным и целесообразным, показалось ему сегодня неразумным и бессмысленным.
Что может быть несуразнее? Воду кипятить, чтобы тут же остуживать, остуживать, чтобы тут же снова кипятить. Словно комический пешеход: два шага вперед, шаг назад!
Ньюкомену стало ясно: воду надо раз навсегда нагреть и потом уж не охлаждать. Нужно где-то в особом сосуде постоянно кипятить воду и оттуда брать пар для цилиндра.
Он так и сделал.
Его машина — огнедействующий насос.
Воду кипятят в особом котле. Через узкую трубку с краном пар напускают в цилиндр. Когда пар вытесняет воздух, впрыскивают в цилиндр фонтанчик холодной воды. Пар быстро охлаждается, оседает на стенках. В цилиндре образуется пустота, и наружное давление вгоняет поршень внутрь.
Фонтанчик появился в машине от одной неполадки. В те времена не умели как следует пригонять поршень к цилиндру, и пар свистел через зазор. Чтобы прекратить утечку пара, Ньюкомен налил поверх поршня слой воды. И машина неожиданно оживилась. Поршень резвее стал лезть в цилиндр. Холодная вода просачивалась к пару, пар сгущался быстрее, и в цилиндре быстрее образовывалась пустота.
Это мигом подметил Ньюкомен, который цеплялся за каждую возможность ускорить ход машины. Он стал нарочно вспрыскивать в машину водяной фонтанчик, и струя воды, хлеставшая в цилиндре, подхлестывала машину, как хлыстом.
От поршня машины Ньюкомена подымается цепь к качающемуся коромыслу, похожему на колодезный журавль. С другого конца журавля свисает цепь к поршню водяного насоса. Журавль вытягивает поршень, как бадью из колодца.
Огнедействующий насос работает так. Машинист становится к кранам и впускает в цилиндр попеременно то пар, то фонтанчик холодной воды. Работа детская, а машина работает, как слон. Одна машина Ньюкомена заменила собой 50 лошадей, работавших на откачке.
Ньюкомен оказал большую услугу углепромышленникам. Жаркое пламя пылало в топках, день и ночь тяжелые коромысла медленно раскачивались над насосами. И один углепромышленник уверял домашних, что не может заснуть спокойно, если не слышит лязга цепей и сопения огненных журавлей, работающих на шахтах.
Детская работа — крутить в паровой машине краны. Говорят, что ее и поручали детям.
Рассказывают, как один мальчуган нечаянно усовершенствовал паровую машину. Называют даже имя этого смышленного мальчика — Гемфри Поттер.
Ему надоело проводить целые часы у машины, не смея оторваться от кранов ни на минутку. Рядом резвятся сверстники. Завидно. Хочется и самому пошалить с ними.
Взял Поттер две веревочки и привязал их — одним концом к рукояткам кранов, а другим к коромыслу. Когда коромысло опускалось, одна веревочка натягивалась и закрывала кран. Когда коромысло поднималось, натягивалась другая веревочка, и кран открывался.
Прицепил веревочки и побежал шалить, а машина в его отсутствие стала работать сама. До тех пор человек служил составной необходимой частью машины. А с тех пор машина стала обходиться без человека.
Так, мол, нечаянно и была усовершенствована машина Ньюкомена. Вот, мол, какой курьез — лентяй мальчишка, а сделал важное изобретение!
Современные историки техники — инженеры, профессора, доктора наук — до сих пор разводят руками перед притчей о Гемфри Поттере. Можно даже, не видя машины Ньюкомена, поглядев лишь на ее чертеж, сообразить, что задача не решалась так просто — веревочками. Ведь для этого надо забраться на качающееся коромысло, на высоту трехэтажного дома, так как ближе никаких движущихся деталей не было. Нужно дать веревочкам подходящую слабину, чтобы рукоятка крана быстро дергалась в определенный момент. Наконец, как ни ловчись, а придется для обратного хода рукоятки пойти на усложнение, обогнуть веревочкой весь огромный двигатель, пустив ее по специально смонтированной системе блоков. Ну а блоки в то время считались «золотой» деталью, и вряд ли проказник хранил их, как Том Сойер, в кармане!
Да и был ли мальчик-то? Может, мальчика-то и не было? Ведь в то время «огневая машина» слыла уникальной, таинственной, даже грозной установкой, вроде нашей атомной электростанции, и никто бы не бросил ее под присмотр проказнику-мальчишке.
Исторические документы говорят другое. Автоматическое парораспределение изобрел серьезный английский механик Бейтон.
Ну, а как же Гемфри Поттер? Похоже, что сказочку о Поттере сложила какая-нибудь добрая воспитательница детского сада. Почему же так стойко держится притча?
Потому, что она сочинена недобрыми устами. Ее пустили враги и конкуренты Бейтона, чтобы опорочить его патент. Они силились доказать, что автоматическое парораспределение — такое плевое дело, что додуматься до него мог любой мальчишка.
Почему же до сих пор живет эта выдумка? Ведь о Гемфри Поттере написаны целые повести.
Дело в том, что еще большие заслуги в автоматическом управлении кранами имеет гениальный русский изобретатель Ползунов. Он построил огневую машину, которая «сама себя в движении без помощи рук содержала». Иностранные литераторы избегают писать о русских изобретателях. Вот они и пережевывают притчу о мальчике, усовершенствовавшем паровую машину.
Машина Ньюкомена шестьдесят лет подряд верой и правдой служила на шахтах, прилежно откачивая воду.
Так продолжалось до тех пор, пока учебная модель этой машины не попала в починку механику Глазговского университета англичанину Джемсу Уатту. И Уатт так увлекся маленькой моделькой, что всю жизнь посвятил развитию паровых машин и прославился в этом деле как большой изобретатель.
Увлечение Уатта зародилось неспроста. В те времена начинали ругать машину Ньюкомена, и чем дальше, тем крепче ее ругали.
— Помилуйте! — возмущались заводчики. — Это прорва, а не машина, столько жрет топлива!
Сами посудите, пятьдесят лошадей приходилось держать при иной машине, и они едва успевали подвозить дрова. Из тысячи полен, исчезавших в топке, от силы шесть шли впрок. Тепло от шести полен превращалось в полезную работу. Остальное тепло расходовалось зря.
А размеры! Для машины в каких-нибудь тридцать сил нужен был целый дом.
Скорость? — тут заводчики окончательно махали рукой. Десять подъемов насоса в минуту — разве это работа?!
Все это Уатт слышал давно. С жадным интересом рассматривал он модель. Мы знаем теперь в свете современной теории моделей, что нельзя безнаказанно уменьшать машину. Уменьшение машины в пропорциональном масштабе изменяет картину процессов, текущих в ней. Так говорит теория, о которой даже не догадывался Уатт. Но Уатту повезло. Здесь эти процессы изменились так, что уменьшенная модель большой машины стала увеличенной моделью недостатков большой ньюкоменовской машины. На модели они прямо выпирали наружу. И поэтому Уатт их сразу заметил.
С каждой минутой росла в Уатте уверенность: именно он, и никто другой, сможет усовершенствовать машину.
Откуда пришла такая уверенность?
Уатт был не чета кабинетным белоручкам — многим ученым того времени. Он был отличный механик — золотые руки. Беспристрастные биографы Уатта называют к тому же его руку железной! У него оказалась впоследствии жесткая хватка дельца и предпринимателя. У него имелось и большее — золотая голова. Но мало ли в мире умелых рук и ясных голов?
Было у Уатта еще кое-что, чего не хватало в те времена другим механикам мира. Он был другом и верным помощником в опытах знаменитого исследователя теплоты профессора Блека. Уатт досконально знал свойства пара и теплоты, знал, как немногие знали в его время. Он прощупал здесь все своими руками.
Поэтому Уатт взялся за машину Ньюкомена уверенной рукой мастера. Он приступил к ней во всеоружии научных приборов: термометров, манометров, силомеров. Когда не хватало приборов для измерений, он изобретал их сам и продолжал исследования.