Густав Лаваль

По официальным данным, экспорт сливочного масла, прошедшего через сепараторы, возрастал по пятилетиям, начиная с 1892 и кончая 1912 годом, чуть ли не в геометрической прогрессии: в первое пятилетие он составля 1½ миллиона пудов, а в последнее — 18 миллионов, т. е. в течение двух десятилетий возрос более чем в десять раз.

Соответственно возрастало и распространение сепараторов: если за первые пять лет после появления первого сепаратора в России их было продано всего 500 штук, то за пятилетие 1908–1912 годов одним только товариществом «Альфа — Нобель» было продано 55 тысяч сепараторов.

Но русский рынок, с его чрезвычайно отсталым сельским хозяйством, с слабо развитым животноводством, с чрезвычайно бедным, в массе своей нищенствовавшим крестьянством, несмотря на свою обширность, вовсе не стоял в центре внимания Бернстрема.

Предоставляя грабить этот рынок своим лицензиатам, кстати сказать, имевшим огромный опыт в этом деле, внедряя русский керосин вместо американского, — сам Бернстрем предпочитал иметь дело с более богатыми рынками Европы и Америки.

Они привлекали его, однако, не только своим высокоразвитым сельским хозяйством. Получив в свои руки патент Бетхольсгейма, Бернстрем вернулся к тому, с чего едва не начал, было, Лаваль во время своих первых опытов с сепаратором, именно к идее использования сепараторов в других областях промышленности, идее, высказанной, но не осуществленной Хассельбомом.

Как только было налажено производство основных типов молочных сепараторов, неутомимый диктатор поставил перед своими конструкторами вопрос о создании серии промышленных сепараторов. Раз сепаратор Лаваля мог быть применен всюду, где требовалось разделить смесь жидкостей или выделить твердые примеси из жидкости, при условии существования хотя бы самой незначительной разницы в удельном весе разделяемых частей смеси, то перед сепаратором, как ясно видел Бернстрем, стояли почти безграничные возможности.

К использованию их и обратился завоевательный талант диктатора.

Неизбежное загрязнение смазочных масел, столь широко потребляемых всеми машинами, особенно же двигателями внутреннего сгорания, создавало постоянную опасность повреждения машин и вызывало излишний расход масла. Очистка смазочных масел сепаратором Лаваля могла сберечь машину, и потому в первую очередь Бернстрем выпустил промышленные сепараторы для этой цели.

Первые же опыты установок этих сепараторов на промышленных предприятиях у всякого рода силовых машин и станков доказали полную целесообразность применения промышленных сепараторов.

Экономия, достигаемая установкой сепараторов для очистки смазочного масла, скоро вознаградила предприятие за первоначальные расходы не только уменьшением потребления масла, но и уменьшением опасности быстрого изнашивания машин, перебоев в работе и дорогостоящих ремонтов.

Очистка сепаратором жидкого топлива в двигателях Дизеля сократила расходы по эксплуатации дизельных установок. Большое применение нашли себе сепараторы в электротехнике для очистки изоляционных масел, в винной, каменноугольной, дрожжевой, шерстяной промышленности. Тысячью способов эксплуатировало капиталистическое хозяйство изобретение Лаваля, и менее всего выгод из него извлекал он сам.

Борьба с природой и полная победа

Лаваль возвратился к работам над осуществлением своей турбины в полной уверенности, что решение труднейшей задачи им найдено.

Опыт сепаратора приводил к убеждению, что следует расположить вращение всей системы вокруг центра тяжести турбинного колеса. Вся эта гибкая система должна была состоять из обладающего одинаковой прочностью во всех точках турбинного колеса, представляющего собой «диск равного сопротивления», гибкого вала и подвижных шарикоподшипников.

Ведь и собственный сепаратор Лаваля в начале опытов с ним, при скорости в 6–7 тысяч оборотов в минуту легко начинал вибрировать. Это продолжалось до тех пор, пока Лаваль, по мысли одного из своих помощников, не ввел в конструкцию шарикоподшипников, незадолго до того, именно в 1879 году, впервые появившихся и получивших широкое распространение в велосипедах.

Самым сложным вопросом, требовавшим предварительных экспериментов, был вопрос о применении длинного, сравнительно тонкого и, следовательно, гибкого вала. Идея эта была очень смелой. Для людей, опиравшихся на грубый повседневный опыт, казалось бесплодным конструировать машину такого рода: если жесткие, мощные валы вибрировали при лавалевских скоростях, то тонкий, гибкий вал, очевидно, должен был просто-напросто привести к катастрофе при первом же испытании машины.

Только уважение к Лавалю заставляло удерживаться от того, чтобы не сказать ему:

— Ваши большие скорости неосуществимы, и надо бросить все это дело, дорогой Густав!

Из осторожности Лаваль не стал, как обычно, строить сразу машину, но предварительно произвел опыт с обычным камышовым прутом, насадив на него тяжелый деревянный диск. Этот диск с камышовым валом был приведен во вращение с большой скоростью на старом токарном станке, находившемся в мастерских. К величайшему удивлению присутствующих Лаваль оказался прав: гибкая система при таких скоростях оправдывала полностью свое назначение, и тонкий камыш оказался более стойким в работе, чем жесткий деревянный негнущийся вал.

Робсам, бывший теперь ближайшим сотрудником Лаваля, пожал ему руку. Лаваль даже не улыбнулся. Он только заметил:

— Надо спешить с постройкой машины. Завтра я дам чертежи.

Это было 17 февраля 1889 года. В этот день Лаваль коротко отметил в своей записной книжке:

«Опыт с камышовкой вполне удался».

Наутро он явился в мастерские с готовыми чертежами турбины, и постройка опытной машины была произведена с лихорадочной быстротой.

Оставалось, однако, сделать еще один и очень большой шаг на пути к практическому применению турбины: нужно было добиться возможности снизить слишком большое число оборотов до такой величины, которую можно было бы применять для работы трансмиссий и динамомашин.

Так же, как ранее, к слишком уже совершенно действующему сепаратору Лаваль должен был вносить поправку своим эмульсорном, так и в этой быстроходной турбине следовало что-то сделать, чтобы уменьшить ее скорости, радовавшие сердце изобретателя, но практически никому не нужные.

Являясь простейшей активной турбиной с одной ступенью давления и одной ступенью скорости, т. е. турбиной, где вытекающий из сопла пар всю потенциальную энергию давления превращает в кинетическую энергию движения, которая в свою очередь превращает всю свою скорость в работу на одном венце рабочих лопаток, — турбина Лаваля для наивыгоднейшего и полнейшего использования «парового ветра» должна была развивать скорость до 30 тысяч оборотов в минуту, скорость практически не применявшуюся ни в одной современной рабочей машине.

Снижения числа оборотов турбины можно было достигнуть или непомерным увеличением диаметра турбинного колеса, — что практически тоже никуда не годилось, так как сделало бы всю установку неприемлемо громоздкой, — или же применением специальных передач.

Во время опытных работ Лаваль пошел по этому второму пути. Снижение числа оборотов турбины производилось при опытах с помощью зубчатых передач, канатов, ремней и фрикционных муфт. Наиболее практической оказалась зубчатая передача, и Лаваль остановился на ней.

Он применял сначала прямые зубцы с чрезвычайно малым шагом, а затем исключительно углообразные косые зубцы.

Надо отметить, что эта конструкция была также очень смелой, ввиду того, что скорость на окружности турбинного колеса во много раз превышала скорости, применявшиеся до сего времени на практике.

Но Лаваль теперь уже имел полное право не считаться с техникой своего времени и шел впереди ее. Правда, эта геликоидальная зубчатая передача в турбине Лаваля, уменьшавшая в зависимости от размеров турбины и давления пара примерно в десять-четырнадцать раз число оборотов рабочей машины, соединенной непосредственно с турбиной, против числа оборотов вала турбины, — явилась основным недостатком турбины, но выяснилось это значительно позднее.