Талантливый изобретатель Иван Ползунов родился в 1728 году в Екатеринбурге в семье отставного солдата. Обучение начал в арифметической школе, которую основал Василий Никитич Татищев.
После окончания школы, в 1742 году, Ползунова направили на один из уральских заводов учеником к мастеру Никите Бахореву.
После обучения, в возрасте 20 лет, он был переведен на Колывано-Воскресенские заводы Алтая. На этих заводах для государственной казны добывались драгоценные металлы. Обязанностью Ползунова стала подготовка отчетов о ходе производства.
Ползунов все время активно занимался самообразованием, изучал книги по металлургии и минералогии. В результате Иван Иванович стал одним из самых технически грамотных специалистов на заводе. Важной задачей для себя он ставил вопросы облегчения труда работающих людей. Было много остроумных и интересных проектов, но все они пылились в архивах.
Большим авторитетом в науке для Ивана Ивановича был Михаил Васильевич Ломоносов. Ползунов подробнейшим образом изучал его труды в области химии, физики, добычи и плавки руд. Не остались для него незамеченными и труды российского ученого И. А. Шлаттера: в них описывались английские и венгерские паровые машины, которые все больше внедрялись в промышленность Европы.
В то время русские горнозаводские процессы полностью зависели от водяного колеса. Ползунов поставил перед собой цель заменить водяные процессы и уже в 1763 году представил руководству завода проект «огненной машины».
Русская машина отличалась от использующихся за границей. Она имела два цилиндра и могла подавать дутьё в печи и откачивать воду. В дальнейшем Ползунов собирался усовершенствовать ее, планировал использовать и для других нужд.
Данный проект был представлен Екатерине II. Императрица по достоинству оценила работу и своим распоряжением произвела Ивана Ползунова в «механикуса с чином и званием инженерного капитан-поручика». Изобретатель получил в награду четыреста рублей, также было рекомендовано направить его на учебу в Академию наук.
В 1764 году с одобрения Канцелярии Иван Ползунов принялся за изготовление новой машины - в 15 раз мощнее предыдущей. 13 месяцев понадобилось инженеру, чтобы собрать утвержденный агрегат. Его высота составила 18,5 метра, некоторые детали по весу достигали 2 720 килограмм. Пришлось создавать и новые сопутствующие инструменты, в том числе специальный токарный станок.
Изготовление новой машины потребовало от конструктора максимального напряжения душевных и физических сил и ослабило его здоровье. Иван Иванович Ползунов заболел чахоткой и умер, не дожив буквально неделю до пробного запуска созданного им агрегата.
7 августа 1766 года паровая машина заработала, и работала она до ноября. За короткое время изобретение оправдало все надежды своего создателя. В итоге за небольшой период работы машина не только полностью окупила все расходы на постройку, но и принесла значительную прибыль.
Тем не менее, когда прогорел котел, было принято решение машину не восстанавливать. Ее разобрали на части, а об Иване Ползунове надолго забыли.
Сегодня его имя носит Алтайский государственный технический университет, рядом с ним установлен памятник изобретателю Ползунову.
Французом Дезагюлье (John Theophilus Desaguliers , 1683–1744). Он конденсировал пар путем смешения вместо применявшегося поверхностного охлаждения рабочего сосуда.
Паровая машина Севери была беспоршневой и представляла собой камерный нагнетательно-всасывающий насос, который мог работать под давлением до трех атмосфер. Поршневая пароатмосферная машина Ньюкомена (Thomas Newcomen , 1663–1729) работала при давлении пара всего в одну атмосферу, что вкупе с её большими габаритами и малым числом циклов в минуту предопределило ограниченность её применения исключительно в качестве насоса. Но её поршневая конструция послужила отправной точкой для создания систем Уатта (James Watt , 1736–1819), — вначале простого действия (1774) и, затем, двойного (1784). Ну, а последняя явилась тем универсальным двигателем, что лег в основу промышленной революции.
Однако вернемся к хронике появления паровых машин в России. В 1738 году в книге академика Георга Вольфганга Крафта (1701–1754) «Краткое руководство к познанию простых и сложных машин» (написана на немецком; переведена Василием Евдокимовичем Адодуровым) появляется первое на русском языке описание насоса Севери, а в 1760 году в книге Ивана Андреевича Шлаттера (1708–68) «Обстоятельное наставление рудному делу…» - первое описание машины Ньюкомена (Thomas Newcomen , 1663–1729). Оно было взято либо из сочинений Лейпольда (Jacob Leupold , 1674–1727), либо Белидора (Bernard Forest de Bélidor , 1698–1761) и касалось машины, установленной в 1721–1724 годах британским мастером Поттером на рудниках около Кëнигсберга.
Именно это описание послужило теоретической основой Ивану Ивановичу Ползунову (1728–1766), который в 1763 году создал проект, а с января 1764 начал строить на барнаульских заводах воздуходувный насос в виде сдвоенной (двухцилиндровой) пароатмосферной машины непрерывного действия. Его установка работала с 7 августа по 10 ноября 1766 года, уже после смерти изобретателя. Её остановили из-за легкой поломки, которую не стали устранять, хотя за три месяца работы машина окупила себя почти в два раза.
Создание Ползуновым своей машины - безусловно, крупное событие в истории теплотехники, освященное ещё его личным подвигом и трагической судьбой. Однако в отечественной историографии этому изобретению придается значение, совершенно не сопоставимое с его ролью в общей истории паровых машин. Нельзя даже утверждать, что не было более ранних машин подобной конструкции. Для такого утверждения требуется изучение национальных историографий ВСЕХ стран, в которых в XVIII века строились паровые машины: от Англии и Германии до Испании и Швеции . Причем вопрос о приоритете неизбежно оказывается очень скользким: в одной только Франции с 1760-х годов можно зафиксировать как минимум двукратное независимое изобретение двухцилиндровой пароатмосферной машины непрерывного действия. Подобные идеи просто носились в воздухе. Но ещё более некорректным является превращение изобретения Ползунова в «открытие», о котором речь идти не может.
Чтобы убедиться в этом, достаточно доказать: вопреки укоренившемся в отечественной истории техники мнению, машина Ползунова не являлась универсальным двигателем (далее для краткости - УД). А для этого обратимся к тексту «Капитала» Маркса, где понятие УД появилось впервые:
Только с изобретением второй машины Уатта, так называемой паровой машины двойного действия, был найден первичный двигатель … который подвижен и сам является средством передвижения, … универсальный по своему техническому применению … Великий гений Уатта обнаруживается в том, что в патенте, который он получил в апреле 1784 г., его паровая машина представлена не как изобретение лишь для особых целей, но как универсальный двигатель крупной промышленности.
Из этого постоянно цитируемого пассажа ясно, что понятие «УД» Маркс применяет лишь к машине 1784 года. Чтобы создать УД, Уатту потребовалась серия изобретений, на которую в 1769–1784 были взяты четыре патента. Значение машины простого действия с её закрытым цилиндром и конденсатором - не универсальность (что ей иногда приписывают), а смена теплотехнического цикла - отказ от тупиковой ветви пароатмосферных двигателей Ньюкомена.
Парадокс: важнейшее понятие УД, от которого «пляшет» вся марксистская теория промышленной революции, так и не вышло на терминологический уровень, ибо отсутствует в словарной части всех изданий Большой советской энциклопедии . В угоду русскому приоритету термин «закрыли», ибо пока понятие остается с размытыми границами, на уровне «это все и так знают», подлог оказывается незамеченым, и остается по-прежнему таковым, хотя ещё в 1961 году С. В. Шухардин, ведущий советский теоретик истории техники, признавал, что принцип, на котором была основана машина Ползунова, «не давал возможности превратить её в универсальный двигатель».
УД - это двигатель, который в состоянии приводить в движение любой исполнительный механизм, а, значит, он должен иметь непрерывное действие, повторять движения с большой частотой, быть довольно компактным для установки на транспортном средстве и обладать экономичностью, достаточной для его внедрения; необходим передаточный механизм, превращающий возвратно-поступательное движение во вращательное. Машина Уатта 1784 года отвечала всем этим условиям; машина Ползунова - лишь одному (непрерывность действия). О тупиковости предложенной им системы говорит тот факт, что ни одна из известных попыток её внедрения не увенчалась успехом. Обратим внимание: братья Перье (Jacques Constantin Périer, 1742–1818; Auguste-Charles Périer) после безуспешных попыток внедрить машину такого типа впервые внедрили во Франции машины Уатта двойного действия. Для стационарных машин наиболее совершенную ньюкоменовскую систему с двумя цилиндрами предложили манчестерские изобретатели Шерраты (Sherrats) в 1794 году, причем это была не воздуходувка, а двигатель, который вращал станки. Но время пароатмосферных машин прошло уже безвозвратно.
Так что, машина Ползунова ни на что не оказала никакого влияния и не имела никаких последствий? Думаем, что не совсем так. По счастью она была замечена в Петербурге. Её ещё в процессе строительства в 1765 году видел и высоко оценил будущий академик Кирилл Густавович Лаксман (1737–1796), отметил её и президент Берг-коллегии Шлаттер. Вполне вероятно, что их мнения сыграли свою роль в поддержании того интереса к паровым машинам, который Петербургская Академия наук продолжала проявлять, хотя и не всегда последовательно - в частности, публикуя труды о них.
Но это был лишь один из путей проникновения сведений о паровой машине в Россию. Были и другие: знание привозили нанятые на русскую службу британские мастера и русские ученики, посылавшиеся в Англию.
Из первых назовем главного инженера Карронской металлургической компании (Carron Company) Адама Смита и его сотрудников, установивших в Кронштадте в 1774–1777 годах привезенную из Шотландии пароатмосферную машину для обслуживания сухих доков. Первым, кто стал изготавливать паровые машины в самой России, на Олонецких заводах, был Чарльз Гаскойн (Charles Gascoigne , 1738–1806). Построенные им пароатмосферные машины были установлены на Воицком руднике недалеко от Кеми (1791) и на устье Кронштадтского канала (1791–1792; устанавливал Александр Смит, сын Адама Смита). А в 1797–1799 годах на Петербургском монетном дворе монтируют уже паровую машину Уатта двойного действия, также изготовленную Гаскойном. И ещё одну на рубеже веков он выписывает из Англии для Александровской мануфактуры. В это же время паровые машины начинает производить на своем заводе ученик Гаскойна, Чарльз Берд, и первую из них (возможно, ещё созданную в Олонце) устанавливает на самих этих заводах между 1792 и 1800 годами.
Что касается русских учеников-механиков, то с 1777 по 1799 год в Англию их было послано не менее полутора десятков человек. В одном только Сохо (Soho Foundry in Smethwick) у Болтона (Matthew Boulton , 1728–1809) и в одном только 1796 году побывало, по некоторым сведениям, шестеро русских, но их имена остались неизвестны. Известно только, что все они были так или иначе связаны с паровыми машинами: в одних случаях их изучение было главной целью путешествия, в других - паровые машины с неизбежностью оказывались в поле их зрения.
Особого внимания достойны путешествия Льва Сабакина: первый раз он побывал в Англии в 1784–1786 годах, а во второй - в 1797–1799 -м, с сыном и учениками. В первый раз он был послан в Англию самой императрицей для усовершенствования по механической части и пользовался широкой поддержкой российсого посольства. Изучил английский, обучался в Эдинбурге. Быстро оценил приоритеты, обратив основное внимание на паровые машины, и уже через год по приезде построил из меди действующую модель водоподьемной пароатмосферной машины, получившую одобрение британских механиков. Её чертеж был представлен королю Георгу III, а экземпляр в декабре 1785-го отправлен диппочтой в Петербург . Судьбы ни этих чертежей, ни модели неизвестны.
Сабакин вернулся в Россию в сентябре 1786 года и тут же представил Екатерине II рукопись перевода книги Джеймса Фергюсона (James Ferguson, 1710–1776) «Lectures on Select Subjects in Mechanics, Hydrostatics, Pneumatics and Optics». Уже в 1787 году книга вышла в свет, а её переводчик получил пост Тверского губернского механика. В том же году книгу переиздали с дополнением в 50 страниц, в 1788 году оно было опубликовано в Москве отдельной брошюрой. Это - «Лекция о огненных машинах» самого Сабакина.
«Описание новой огненной машины», занимающее последние пятнадцать страниц «Лекции», представляет собой уникальное, по всей вероятности первое, опубликованное в открытой печати, описание машины двойного действия Уатта. Сабакин совершенно верно оценил универсальные возможности нового двигателя и описал Альбион-Миллс (Albion Mills), - мельницу, которую по проекту Болтона и Уатта строил в Лондоне Джон Ренни (John Rennie , 1761–1821), - предприятие, обогнавшее свой век на несколько десятилетий. Для осмотра эти машины были закрыты, но кое-что Сабакину удалось узнать в Бирмингеме у Болтона и Уатта, где его принимали по рекомендации посла. Там он видел действующую фабрику, но внутреннее устройство машины для обозрения также было недоступно.
В своей «Лекции» Сабакин приводит скорее принципиальную схему, чем действительный чертеж реальной машины. Очевидно, Сабакину так и не удалось детально изучить её внутреннее устройство, хотя основной принцип он понял и дал его ясное графическое изображение. Тем не менее, с конструктивной точки зрения, в схеме Сабакина отсутствуют некоторые существенные детали: жесткая передача от поршневого штока к балансиру осуществляется без параллелограмма Уатта; отсутствует воздушный насос; изображены краны с отбойными молотками - обычная принадлежность доуаттовских машин. Но и эти дефекты чертежа имеют некоторый историко-технический интерес. Вероятнее всего Сабакин изобразил все, что знал, и все, что смог сам додумать.
Таким образом, на протяжении 1787–1788 годов в России дважды - в Петербурге и в Москве - публикуется принципиальная схема и достаточно полное описание паровой машины двойного действия. Права Уатта и Болтона на территории империи не защищены никакими патентами. Казалось бы, бери и делай, производи и усовершенствуй! Но - нет, страна в начале 1790-х годах продолжает строить пароатмосферные машины. Возникает ощущение, что информация Сабакина просто не была услышана. Удивительно, что то же самое произошло в Испании, где никого не заинтересовала созданная в конце XVIII века Августином Бетанкуром (Agustín de Betancourt y Molina, 1758–1824) действующая модель паровой машины двойного действия. И какой разительный контраст с Францией, где доклада того же Бетанкура в Парижской академии наук в 1789 году оказалось достаточно для начала появления паровых машин двойного действия на континенте!
В целом же, если попытаться оценить результаты учебных путешествий «за паровыми машинами», то придется отметить довольно типичный сценарий: информация в Англии добывается и в Россию переносится быстро. Но все попытки её адаптации и внедрения кончаются полным провалом, - этот сценарий оказывается типичным не только для России, но, в случае паровой машины, и вообще для всех периферийных европейских стран.
Новости партнёров
Центробанк объявил голосование за символы России, которые будут изображены на новых банкнотах достоинством 200 и 2000 рублей. «Сибирская медиагруппа» (СМГ) предложила читателям, зрителям и слушателям своих СМИ голосовать за памятник Ползунову в Барнауле. В результате символ набрал необходимые 5000 голосов и Барнаул прошел во второй этап голосования.
Выбор не случаен. 250 лет назад, в 1766 году Иван Иванович Ползунов создал в Барнауле первую в России паровую машину и превзошел современных ему английских теплотехников, сделав двигатель двухцилиндровым. Именем Ползунова названы улицы во многих городах России, имя изобретателя вошло в энциклопедии, и известнее барнаульца просто нет.
1. Иван Ползунов родился в Екатеринбурге в первой половине 1729 года в семье рекрута.
2. Будущий изобретатель окончил начальную школу и чертежную (рисовальную) школу.
3. В 1747 году в возрасте 17 лет Иван Ползунов был направлен на Барнаульский завод плавильным писарем. В город он прибыл 3 февраля 1747 года. В его обязанности входило записывать, что загрузили в печь, и что вышло в результате плавки.
4. 4 апреля 1752 года Полузнов запросил разрешение построить дом в поселке Барнаульского завода по Иркутской улице (сегодня ул. Пушкина) и отпустить для этого лес. Дом не сохранился, известно только, что он находился по современному адресу ул. Пушкина, 78.
5. В январе 1758 года унтер-офицера Ползунова отправили в Санкт-Петербург с обозом серебра. Обоз, состоящий из 21 подводы, выехал из Барнаула 1 января. В Санкт-Петербург караван прибыл 6 марта. Серебро Ползунов сдал начальнику Монетного двора Ивану Шлаттеру.
6. Возвращаясь в Барнаул летом 1758 года, Ползунов вступил в Москве в гражданский брак с 22-летней вдовой солдата Псковского пехотного полка Пелагеей Ивановной Поваляевой. Пелагея родила ему двоих детей, но они умерли в младенчестве.
7. Задолго до поездки в Санкт-Петербург Ползунов просил, чтобы ему разрешили учиться горному и пробирному делу. Весной 1753 года он писал в поданном начальству прошении: «к тому же и молодость моих лет без науки втуне пропадет». Хотел пройти все стадии производства на Барнаульском заводе. Но эта просьба осталась без удовлетворения.
8. В феврале 1759 года Ползунову был присвоен офицерский чин шихтмейстера, что давало больше свободы и возможностей в освоении горного дела. Изменились и внешние обстоятельства: в ноябре 1761 года Канцелярия Колывано-Воскресенского горного начальства обязала офицеров изучать книги по горному делу.
9. В апреле 1763 года Ползунов подал докладную записку в Канцелярию Колывано-Воскресенского горного начальства, в которой описывал первый проект своей паровой машины. Чертежи ее сохранились в краевом архиве.
10. Чертежи и доклад попали Ивану Шлаттеру. Ознакомившись с материалами, он признал машину Ползунова изобретением, хотя отметил, что машина построена на манер английской. Шлаттер решил, что нужно наградить Ползунова чином механикуса (капитана) и строить машину. Это решение пришло в Барнаул в начале 1764 года.
11. В январе 1764 года Канцелярия приняла решение о строительстве машины. Для строительства использовали на время закрытое здание стекольного завода (на современной улице Мамонтова, сейчас рядом с этим местом находится Барнаульский дрожжевой завод). Детали для машины - котел, цилиндры - изготавливали на Барнаульском сереброплавильном заводе и поднимали вверх по Барнаулке на плотах. Диаметр цилиндров был 81 см, ход поршня - 2 м 56 см, объем котла - 7 тонн воды.
12. 16 декабря 1765 года Ползунов в рапорте сообщил, что машина построена. В присутствии начальства она была опробована на подъеме бревен. Испытания оказались успешными.
13. После испытаний было принято решение установить на машине мехи и построить временные плавильные печи.
14. 18 апреля 1766 года у Ползунова началась скоротечная чахотка, харканье кровью. Врач Кизинг писал, что обострилась прежняя болезнь, но никаких документов, подтверждающих то, что у Ползунова раньше была чахотка, нет.
15. 16 мая 1766 года в 6 часов вечера Ползунов умер (смерть была зафиксирована в рапорте Кизинга), не дожив неделю до пуска машины. Ползунова похоронили на единственном тогда барнаульском кладбище рядом с Петропавловской церковью на нынешней площади Свободы.
17. 7 августа машина была пущена в регулярную эксплуатацию. Современники отмечали, что благодаря очень сильному дутью плавка шла хорошо.
18. 10 ноября 1766 года прогорели кирпичные своды печей, и из-за этого потек медный котел, вода залила огонь, машина остановилась. Восстанавливать ее не стали.
19. Никаких изображений Ползунова, портретов не осталось - художников в Барнауле в то время не было. Поэтому сейчас мы можем видеть совершенно разные образы изобретателя: на площади Свободы - один, у технического университета - другой.
Есть несколько причин того, почему после смерти Ползунова его машина работала очень недолго. Во-первых, не было самого изобретателя и некому было ее «курировать». Во-вторых, машина получилась громоздкой. В-третьих, она была неэкономичной. Говорят: она принесла прибыль 11 тысяч рублей. Но это при плавке серебра. А если бы плавили чугун, прибыль была бы гораздо ниже. Но самое главное в том, что феодальной экономике эта машина была не нужна. Водоналивные колеса, которые требовали только небольшого ремонта, и дешевая рабочая сила позволяли получать серебро и по старой технологии.
Значимость изобретения Ивана Ползунова очень велика. У нас часто упрощают историю и говорят: «Ползунов - первый в мире изобретатель парового двигателя». На это любой англичанин скажет, что у них в то время уже в каждом руднике стояла пароатмосферная машина. Но Ползунов превзошел современных ему английских теплотехников и уж точно первым в России сделал паровую машину. Причем он создал не просто машину, а именно производство, независимое от наличия водоема.
Фото Олега Укладова.
Одним из наиболее выдающихся русских изобретателей, современников Ломоносова, был Иван Иванович Ползунов, сын солдата Екатеринбургской горной роты (солдаты горных рот использовались как на строительных работах при сооружении заводов и крепостей, так и для охраны), крестьянина по происхождению. И.И. Ползунов родился в 1729 году (эта дата установлена советским историком А.Г. Козловым, прежде в биографиях Ползунова сообщались другие даты рождения изобретателя — либо 1730, либо 1728 года).
К этому времени уральская горнозаводская промышленность насчитывала четыре десятка казенных и частных предприятий. В 1722 году был основан город Екатеринбург — поселение при большом новом заводе на берегу реки Исети. На Екатеринбургском заводе, первоначальный проект которого принадлежал В.Н. Татищеву, имелись не только доменное и кричное (железоделательное) производства, но и разнообразные металлообрабатывающие «фабрики» (цеха). Это предприятие было задумано талантливым сподвижником Петра I как образцовое. Строительство завода завершено было другим видным деятелем петровского времени — В. де Генниным. На заводе применялся ряд новых и передовых по тому времени технологических процессов и механизмов.
Ползунов учился в Екатеринбургских заводских школах — словесной (с 1736 по 1738 года) и арифметической (с 1738 по 1742 года).
Обе эти школы, или, точнее, две ступени одного заводского училища, были основаны В.Н. Татищевым. Это начинание было продолжено В. де Генниным.
В работе Геннина «…О вновь строенных и старых исправленных горных и заводских строениях и прочих куриозных вещах абрисы)», написанной в 1735 году, есть особый раздел, посвященный задачам обеих Екатеринбургских заводских школ. В первой, словесной школе, воспитанников должны были обучать грамоте по «Азбуке» и по тем же традиционным «пособиям», по которым учился и юный Ломоносов, по «Часослову», «Псалтыри» и т. д. В арифметической школе предусматривалось изучение арифметики, геометрии, тригонометрии, рисования и черчения. В 1734 году во главе управления уральскими заводами вновь был поставлен В.Н. Татищев. Он расширил программу преподавания в заводских школах, введя в нее механику, пробирное дело (искусство производить пробы руд), латинский и немецкий языки. Кроме того, будучи сторонником сочетания учения с практикой на заводах, он предписал обучать воспитанников резьбе и гранению камней, токарному, столярному и паяльному делу. По выражению Татищева, ученикам следовало «не токмо присматриваться, но и руками по возможности применяться и о искусстве ремесла — в чем оное состоит — внятно уведомиться и рассуждать: из чего лучше или хуже может быть». Мастера обязаны были подробно объяснять это воспитанникам.
К тому времени, как Ползунов поступил в заводское училище, эти предписания Татищева уже осуществлялись. Правда, мы не знаем, были ли все перечисленные учебные предметы пройдены Ползуновым, так как он окончил словесную школу, но из арифметической он был взят на службу досрочно. Однако дальнейшая деятельность Ползунова доказывает, что за годы пребывания в заводском училище он получил известную первоначальную подготовку для решения различных производственных задач.
25 февраля 1742 года четырнадцатилетний ученик арифметической школы Иван Ползунов был «определен» в «механические» (или «машинные») ученики к механику уральских заводов Никите Бахареву. Жалованье Ползунову было установлено в размере «полтины в месяц» (вместо положенного по штату 1 рубля) и то выплачивалось с большими задержками.
Обязанности Ползунова были разнообразны и ответственны. Он вместе с другими учениками должен был во всем помогать Никите Бахареву, а в обязанности «механикуса, или машиниста», входил широкий круг заводских и рудничных дел. Механик должен был руководить постройкой доменных, кричных и иных заводских цехов, водоподъемных и рудоподъемных машин на рудниках, лесопильных и иных «мельниц» и т. д.
К 40-м годам на Урале имелось уже 22 казенных и 39 частных горнометаллургических заводов, причем продолжали вступать в строй новые предприятия. Уральская металлургия была на подъеме. Росла выработка чугуна и железа.
На Урале Ползунов приобрел большой производственный опыт. Он хорошо ознакомился с мануфактурной заводской техникой.
В 1747 году производился набор уральских мастеров и различных специалистов для алтайских Колывано-Воскресенских заводов. В числе уральцев, отправленных на , был и механический ученик Иван Ползунов. Любопытно, что алтайское начальство было в первый момент разочаровано, что на эту должность направили какого-то безвестного девятнадцатилетнего механического ученика Ползунова вместо более солидного унтер-механика (младшего механика) Костромина, о присылке которого оно просило.
Проектируя свою паровую машину для различных заводских целей. Ползунов стремился прежде всего разрешить конкретные запросы алтайского и вообще русского горнометаллургического производства. В связи с необходимостью постройки алтайских заводов непременно на реках, часто вдали от рудников и лесов, увеличивались трудности перевозки руды и угля. Именно в период 1762-1763 годов Колывано-Воскресенское горное начальство получило задание построить ряд новых заводов. Между тем было трудно найти места, где бы имелись и рудные месторождения и леса (древесное топливо) и которые были бы вместе с тем удобны для создания крупных водохранилищ.
Ползунов настойчиво стремился найти способ строить заводы в любом безводном месте. Начиная свою докладную записку с анализа основных недостатков горного дела в России, он подчеркивал, что необходимость строить заводы на реках ограничивает возможность строительства новых заводов и вызывает огромные дополнительные расходы государственных средств.
В этой докладной записке отчетливо выразилось понимание Ползуновым общегосударственного значения поднятого им вопроса о замене водяных двигателей паровыми. Выходец из трудового народа, шихтмейстер Ползунов жалел государственную казну прежде всего потому, что знал, каким тяжким народным трудом создаются богатства, собираемые в казне в виде серебра и золота.
Столь же ярко проявился в записке и патриотизм изобретателя.
Ползунов подчеркивал, что он замыслил «сложением огненной машины водяное руководство пресечь и его, для сих случаев, вовсе уничтожить, а вместо плотин за движимое основание завода ее (паровую машину) учредить так, чтобы она была в состоянии все наложенные на себя тягости, каковы к раздуванию огня обычно в заводах бывают потребны, носить и по воле нашей, что будет потребно, исправлять (здесь в смысле исполнять)… Дабы сей славы (если силы допустят) Отечеству достигнуть и чтоб во всенародную пользу… в обычай, ввести».
Докладная записка 1763 года показывает также, что скромный алтайский шихтмейстер, непрестанно отвлекаемый текущими поручениями, ничего общего не имеющими с изобретательством и с науками, успел приобрести солидные практические и теоретические знания. Он трезво оценивал, например, состояние литературы о паровых машинах, говоря, что «действие огненных машин должно более примечаниями (наблюдениями) и опытами, нежели в тягостях (в расчетах нагрузок) - механическими, а в фигурах — геометрическими доводами, утверждать и теоретически доказывать».
Он правильно отмечал отставание современной ему теории от практики «особливо в воздушных и огненных делах», т.е. в области учений о газах и о теплоте. Теоретические замечания Ползунова показывают, что он был в курсе борьбы научных мнений о природе тепловых явлений. Ему было знакомо как старое учение о теплороде, так и новая молекулярно-кинетическая теория теплоты, главным представителем которой в России был М.В. Ломоносов.
В своем проекте Ползунов, и в этом его огромная историческая заслуга, впервые дал , позволявшей осуществлять непрерывность отдачи работы, а потому пригодной для применения в различных заводских операциях. Описание сопровождалось тщательными расчетами и чертежами машины во всех ее деталях.
Канцелярия Колывано-Воскресенского горного начальства во главе с Порошиным, рассмотрев 25 апреля 1763 года представленные Ползуновым документы, одобрила проект, хотя с оговорками и сомнениями («сумнительствами»), особо подчеркнув, что осуществление замысла изобретателя позволит «избегнуть против нынешнего знатных расходов, а именно строения чрез великую сумму на реках плотин», и что если «сверх сомнения» Ползунов построит машину, то она «не столько при одних здешних, но и при многих в России заводах, фабриках и мануфактурах руководить может с немалою пользою».
Затем проект Ползунова с заключением Канцелярии послан был на заключение Шлаттеру. Последний также выдвинул против предложений изобретателя ряд оговорок, возражений и «сумнительств». В целом же Шлаттер приходил к положительному выводу и рекомендовал «велеть такую машину, какую он (Ползунов) проектировал, построить и в действие производить, дабы практикою теорию свою подтверждала». Он одобрил намерение Канцелярии поощрить изобретателя производством в чин горного механика («берг-механикуса») и денежной наградой.
Екатерина II утвердила это решение и «великодушно» пожаловала Ползунову 400 рублей, которые, однако, были доставлены изобретателю, когда он лежал уже на смертном одре.
К марту 1764 года Ползунов разработал подробный второй несколько иной конструкции, позволившего непосредственно приводить в действие воздуходувные мехи при сереброплавильных печах.
В январе 1764 года заводское начальство вынесло решение о применении машин системы Ползунова — как при Барнаульском заводе, так и на Новолазурском и Семеновском рудниках. Возможно, что на эти рудники предполагалось перенести барнаульскую машину.
Поддерживавший ползуновское творчество А.И. Порошин уже после испытания паровой машины подчеркивал ее преимущество перед водяными двигателями.
К числу серьезных ошибок, нередко повторявшихся в литературе о Ползунове, принадлежит утверждение, будто изобретатель был одиночкой и создавал все свои гидротехнические и теплотехнические установки единолично.
Верно, конечно, что круг помощников Ползунова был еще узок. Но такие помощники были. Да было бы и физически невозможно одному человеку сооружать огромную по тем временам паровую машину.
К декабрю 1765 года «огненная машина» была в основном закончена. Ползунов опробовал ее в действии, заменив для этого случая отсутствовавшие мехи бревнами. Затем приступили к постройке мехов.
Уже упоминавшийся выше видный естествоиспытатель XVIII века, член-корреспондент, а потом ординарный член Петербургской Академии наук, Эрик Лаксман писал 11 февраля 1765 года с Алтая:
«…Другой, с чем наибольше имею знакомство, есть горный механик Иван Ползунов… Он строит теперь огневую машину, совсем отличную от венгерской и английской. Машина сия будет приводить в действие мехи или цилиндры (т.е. воздуходувные устройства) в плавильнях посредством огня; какая же от того последует выгода! Со временем в России, если потребует надобность, можно будет строить заводы на высоких горах и в самих даже шахтах».
Двухцилиндровая паровая машина Ползунова с двумя балансирами обеспечивала непрерывное дутье для плавильных печей. Воздухораспределительная и парораспределительная системы машины были устроены в высшей степени остроумно. Хотя, как уже отмечалось, Ползунов был знаком с книгой Шлаттера, а может быть, и с некоторыми другими чертежами созданных к этому времени паровых машин, но его изобретение было новым вкладом в мировую теплотехнику. Это признал и Шлаттер, отметивший в своем заключении: «…Он, шихтмейстер, так похвалы достойною хитростию оную машину умел переделать (по сравнению с машиной Ньюкомена) и изобразить, что сей его вымысел за новое изобретение почесть должно», потому что Ползунов «вместо того что все в свете находящиеся такие машины одинаки и из одного цилиндра состоят, то он оную на две разделил…»
Итак, замечательное творение первого русского теплотехника было в основном завершено. Оставались лишь некоторые доделки — и машина могла войти в строй. Однако судьба самого Ползунова складывалась трагически. За несколько лет до этого у него началось легочное заболевание. Постоянная нужда, тяжелая и нервная работа, нередко сопряженная с большой опасностью, способствовали усилению болезни.
Материальные условия жизни Ползунова почти не улучшились и после того, как он стал «механикусом».
Он вынужден был, отказывая себе в самом необходимом, строить за свой счет модель «огнедействующей» машины, которую намеревался послать в Петербург. Впрочем, собрать изготовленные им детали этой модели механик уже не успел.
Болезнь его становилась все более тяжелой. Непомерное физическое и нервное напряжение зимой 1765-1766 годов во время сооружения огромной машины усугубило ход болезни. Тридцатисемилетний изобретатель в расцвете творческих способностей, накануне завершения своей замечательной машины почувствовал приближение смерти. И только тогда — 21 апреля 1766 года — продиктовал он своему ученику Ивану Черницыну «челобитную» на имя Екатерины II — потрясающий документ, в котором особенно ярко отразился духовный облик выдающегося русского изобретателя — скромного, настойчивого, полного «благородной упрямки» (говоря словами Ломоносова) в достижении основной цели жизни — развития отечественного производства. Механик напоминал там о состоявшемся в свое время одобрении его проекта «с планом и описанием новой машины», отметив, между прочим, и произвол горного начальства, не выдавшего ему обещанной награды. Он предвидел возможность смерти, но его больше всего беспокоила судьба машины. Вынужденный просить об увольнении по болезни «от всего того машинного производства», изобретатель подчеркивал, что его ученики Левзин и Черницын при поддержке Порошина и других горных офицеров смогут довести его дело до конца, что Левзин и Черницын поняли устройство машины во всех деталях «и производство знают».
Видимо, заводские чиновники испугались нагоняя из Петербурга за то, что задержали наградные. В тот же день 21 апреля 1766 года они отослали прикованному к постели Ползунову, изнемогавшему от жестокого горлового кровотечения, жара и невыносимых болей, 400 рублей серебром. Лекарь Яков Кизинг стал более внимательно, чем прежде, «пользовать» больного. Но было уже поздно. 16 мая 1766 года первый русский теплотехник скончался.
Паровая машина была введена в строй его учениками и соратниками, среди которых был другой .
Так оборвалась короткая, но славная жизнь «механикуса» Ползунова, сделавшего первый шаг не только в России, но и во всем мире к созданию такой паровой машины, которая была бы способна «по воле нашей, что будет потребно, исправлять», иначе говоря, к созданию универсального парового двигателя. Это дело завершено было в Англии Уаттом пятнадцать лет спустя.
Оказались вполне удовлетворительными. Как сообщал Порошин Кабинету рапортом от 29 января 1767 года, с помощью этой машины было проплавлено значительное количество руды, перевозимой со Змеиногорского рудника, причем чистая прибыль от работы парового двигателя составила 11 тыс. рублей. Однако из-за аварии котла (который признавался ненадежным самим Ползуновым) машина в ноябре 1766 года была остановлена и больше не применялась.
Академии наук машину Ползунова признали полезной. Ее модель поместили в кунсткамере, причем намечено было провести сопоставление работы ползуновской машины (на примере этой модели) с предыдущими конструкциями паровых двигателей.
Однако эта инициатива передовых ученых ломоносовской школы, натолкнулась на бездушное, а иногда и просто недоброжелательное отношение горных чиновников.
Они не были заинтересованы в распространении паровых двигателей. По их твердому убеждению, на Алтае и в других промышленных районах достаточно было дешевого крепостного труда. А если уж приходилось применять какие-то двигатели, кроме ручных, то следовало ограничиться более привычными, простыми и недорогими конными и водяными двигателями.
Второй и решающий этап борьбы за создание универсальной паровой машины относится уже к началу 80-х годов. Он связан прежде всего с деятельностью знаменитого английского механика Джемса Уатта.
Передовые русские теплотехники конца XVIII и начала XIX веков исходили уже в своем творчестве из достижений Уатта. Однако при всех преимуществах второй паровой машины Уатта по сравнению с «огнедействующей машиной» Ползунова необходимо еще раз подчеркнуть, что Ползунов задолго до Уатта в тяжелых условиях крепостного Алтая выступил как пионер в деле создания универсального парового двигателя для заводских целей.
А потому совершенно прав был Эрик Лаксман, давший оценку деятельности Ползунова в словах: «Муж, делающий истинную честь своему Отечеству».
Литература:
- .- М.: Государственное учебно-педагогическое издательство министерства просвещения РСФСР, 1962
16.05.1766 (29.05). - Умер Иван Иванович Ползунов, изобретатель первого в міре двухцилиндрового парового двигателя универсального применения
Портрет Ползунова кисти Ивана Мамонтова
Иван Иванович Ползунов (14.3.1728–16.5.1766) родился в Екатеринбурге в семье солдата, выходца из крестьян Туринского уезда Тобольской губернии. В 1738–1742 гг. обучался в основанной Горнозаводской школе при Екатеринбургском металлургическом заводе, после чего был определен учеником к главному механику уральских заводов Н. Бахареву. У него Ползунов прошёл полный цикл учебных работ: механику, расчеты, чертежи, знакомство с работой заводских машин и металлургическим производством. В 1742 г. по окончании школы, был определен "механическим учеником" на завод. В 1748 г. был взят в Барнаул для работы на Колывано-Воскресенском медеплавильном заводе в должности техника по учету выплавляемого металла. В 1750 г. за смекалку и организаторские навыки произведен в унтер-шихтмейстеры.
В 1754 г. началась его конструкторская работа, когда на Змеиногорском руднике Ползунов построил лесопилку с приводом от установленного на плотине водяного колеса. В 1759 г. получил первый обер-офицерский чин шихтмейстера.
В библиотеке Барнаульского завода Ползунов познакомился с трудами , изучил устройство паро-насосных установок. Ползунова занимала мысль усовершенствовать имеющиеся на заводе машины, используя тепловую энергию. В 1763 г. он разработал проект парового двигателя мощностью 1,8 л.с. (1,3 квт) – первого в мире двухцилиндрового двигателя с объединением работы цилиндров на один общий вал, универсального по своему техническому применению (осуществить этот проект сразу не удалось). Был переведен в "механикусы" с чином и окладом инженерного капитан-поручика. В 1764-1766 гг. сделал первую в России паросиловую установку для приведения в действие воздуходувных мехов с рекордной по тому времени мощностью в 32 л.с. (24 квт). Оригинальность установки Ползунова была оценена посетившим Барнаул в 1765 русским ученым-естествоиспытателем Э.Г. Лаксманом, писавшим, что Ползунов - «муж, делающий честь своему отечеству. Он строит теперь огненную машину, совсем отличную от венгерской и английской».
Однако изобретатель, заболев чахоткой, умер за неделю до испытаний своей новой машины. Ее модель была взята в Кунсткамеру, однако впоследствии исчезла. Сама же паросиловая установка, испытанная учениками Ползунова, не только окупила себя, но и принесла прибыль. Тем не менее, после поломки она была разобрана и забыта – речные водяные колеса были на заводе привычнее и проще в эксплуатации для необученных рабочих.
Во всей бюрократической переписке с вышестоящими властями Ползунов предстает как высокоодаренная личность, заботящаяся об отечественной промышленности и общественном благе. Его поощряли, повышали в должности, но, к сожалению, не оказывали серьезной помощи.
В Англии с изобретения такой же (двухцилиндровой) паровой машины, сделанной двумя десятилетиями позднее (в 1780-х гг.) Джеймсом Уаттом, началась промышленная революция, охватившая затем Европу. Имя Уатта (Ватт) была присвоена единице измерения мощности.
Где похоронен Иван Иванович Ползунов – неизвестно. Портрет его не обнаружен. Имя И.И. Ползунова ныне носит Алтайский государственный технический университет, у главного корпуса которого установлен памятник изобретателю.
