Первоуральский район

История и география

Журнал  "Уральский следопыт"    № 6    2006 год.    стр; 44 - 47

Виктор  КОПЫЛОВ    доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники РФ

Существует гениальный, на мой взгляд, анекдот. Беседуют двое приятелей.
— Мне кажется, — говорит один из них, — мы недооцениваем творчество великого Томаса Эдисона. Посуди сам: если бы он не изобрел электрическую лампочку, то мы бы до сих пор смотрели телевизор
при свечах.

В  мире техники, особенно американском, существует убеждение, что первую лампочку создал знаменитый Эдисон. Неужто никого не было раньше? Были, и они немало потрудились на поприще электрического освещения. Среди изобретателей есть и русские фамилии. В первую очередь, это П.Н. Яблочков. Он автор (1876 г.) дуговой лампы или, как её называли, «свечи Яблочкова», и основоположник практической системы электрического освещения. Сюда же необходимо отнести А.Н. Лодыгина. Он изобрел первую в мире угольную лампу накаливания (патент 1874 г.). Но есть предшественник, их опередивший, к сожалению, в России, а тем более за рубежом, малоизвестный — управляющий Нижнесалдинского рельсопрокатного завода Константин Павлович Поленов (1835 - 1908).

К.П. Поленов.

Уральский металлург, известный многими нововведениями в плавке стали и в рельсопрокатном деле, прославился ещё и тем, что задолго
до Лодыгина и Яблочкова в конце 1860-х годов сконструировал, а в 1870 - 1871 -м применил на своём заводе электрическое освещение.
В частности, осветил заводскую контору и площадь перед ней. Мощный источник яркого освещения он использовал для проекции
на стену прозрачных картин с помощью так называемого «волшебного» (проекционного) фонаря. Как вспоминали современники, свет был настолько сильным, что Поленов делал попытки отражения на экран непрозрачных картинок. В современной терминологии такую технологию отнесли бы к эпипроекторной. Как известно, даже в наше время получить контрастное и яркое изображение на экране с помощью эпидиаскопа довольно сложно.

Человечество на 135 лет утратило суть инженерного открытия Поленова. Оставалось только строить предположения. Моё воображение рисовало следующие картины. Константин Павлович много раз наблюдал за нагревом и свечением в плавильных плечах раскаленного угля или кокса, за превращением энергии нагрева в световую энергию. Наверняка зная о тепловом воздействии электрического тока. Поленов вполне мог попытаться нагревать угольный стержень. С другой стороны, необычно яркий свет
для проекционного фонаря, о чем свидетельствовали современники, в 1870-х годах можно было получить, только используя вольтову дугу. Но для вольтовой дуги потребовалось бы как минимум несколько десятков, если не больше, гальванических элементов. Конструкция стала бы громоздкой, что для инженерного решения — большой минус. Словом, суть вопроса осталась невыясненной.

В  начале 1980-х годов я обнаружил одну из первых, пожалуй, публикаций об изобретении Поленова.
Это был его некролог, изданный в 1908 году в Перми в виде 16-страничной брошюры, написанной анонимным автором. В нем, в частности, я прочитал следующие: «Изобретательность К.П. Поленова не ограничивалась заводской сферой. Он много работал над практическим применением электричества, и задолго до Яблочкова придумал электрическое освещение. На Салдинской конторе ещё в 1870-х годах по вечерам зажигался электрический фонарь, когда их не было ни в одном из европейских городов и заводов. Свое электрическое освещение Поленов применил для волшебного фонаря и получил, благодаря этому, возможность пользоваться непрозрачными картинами, совершенно одинаково с прозрачными. Много лет он работал над применением электричества к музыкальным инструментам. Изобретенный им прибор мелодром давал возможность каждому, с помощью особых нот, играть на фисгармонии без всякого предварительного обучения. Мелодром был любимым изобретением Константина Павловича, и он не переставал совершенствовать его до конца жизни. Будучи в Екатеринбурге, Поленов придумал приспособление для пользования током от электрической станции, вместо гальванической батареи, которую он применял в Салде».

Процитированный абзац оказался наиболее информативным из всего, что позднее было опубликовано
об электрическом освещении прибором Поленова. Последующие исследователи почти дословно повторяли сказанное, не в силах добавить к нему что-то новое. В.В. Данилевский, которому были доступны самые закрытые архивы страны, писал по этому поводу в 1948 году: «Не исключена возможность, что ещё найдутся документы с описанием его изобретений, в том числе его электрического фонаря, устройство которого неизвестно». Обращаю внимание читателя на эти последние три слова.

Кто же этот инженер К.П. Поленов? Он родился в 1835 году далеко от Урала в небогатом дворянском поместье своего отца Павловском Киевского уезда Костромской губернии. Первоначальное образование получил в гимназии города Костромы, которую окончил с золотой медалью. С 1852 года он — студент физико-математического факультета Московского университета. Не располагая средствами для жизни на все годы своего обучения, устроился домашним учителем в одну из московских семей. По завершении обучения в университете с Большой золотой медалью и степенью кандидата, он женился на своей ученице Марии Александровне Быковой. Обладая блестящими математическими способностями, Поленов увлекся астрономическими исследованиями и поступил в Санкт-Петербурге на геодезическое отделение Академии Генерального штаба (1856—1858 гг.). За выдающиеся успехи выпускника его имя было занесено на Золотую доску Академии. Он был оставлен при Пулковской обсерватории для подготовки к профессорскому званию. Уже первое его сочинение — результат экспериментальных наблюдений и математического анализа под названием «О притяжении сфероидов и определение сжатия Земли по наблюдениям качания маятника» обратило на себя внимание специалистов. Казалось, удачное начало предвещало безоблачную научную карьеру.

Судьба распорядилась иначе. К этому времени выросла семья, скромное жалованье начинающего научного работника совершено не обеспечивало её потребности. Не помогали и частные уроки.
Безденежье удручало Поленова. Один из учеников Константина Павловича молодой владелец Нижнетагильских заводов П.П. Демидов предложил Поленову место преподавателя математики и директора в Выйском техническом училище в Нижнем Тагиле.

Поленов принял предложение Демидова и в конце 1859 года выехал на Урал. Горнозаводское дело настолько за интересовало 24-летнего директора, что кроме преподавания в училище он стал выполнять инженерные поручения управляющего заводами В.К. Рашета. Тот сразу же понял, что имеет в своем распоряжении выдающуюся личность, и вскоре назначил Поленова управителем Висимо-Шайтанского завода. Здесь Поленов прослужил два года, близко познакомился и подружился с семьей священника Наркиса Мамина — отца будущего писателя   Д.Н. Мамина-Сибиряка.  Когда в 1864 году Рашет предложил ему должность руководителя крупным Нижнесалдинским заводом, Поленов переехал в Нижнюю Салду вместе с семьей Маминых. Тесные связи семей Поленовых и Маминых прослеживаются на Урале многие годы. Мамин-Сибиряк дружил с Поленовым, ценил его человеческие и административные качества. В его романах «Приваловские миллионы» и «Горное гнездо» прообразом главных героев Константина Бахарева и инженера Вершинина стал Поленов.

Молодой управляющий направил своё внимание и силы на коренную реконструкцию завода. Он поднял уровень плотин, что дало возможность заменить устаревшие водяные колеса гидравлическими турбинами, построил бессемеровскую фабрику и создал для неё «русский» способ бессемерования стали, снабдил доменные печи новыми воздухонагревательными установками. Но, главное, чего добился Поленов — он превратил завод в основного российского поставщика рельсовой продукции, включая крепежные элементы рельс. Закалка рельс в холодной воде в чугунных колодах, впервые введенная молодым инженером, сделала нижнесалдинские рельсы необычно износоустойчивыми. Одним из первых в России К.П. Поленов с 1880-х годов стал применять на заводе электрические генераторы.

Запомнился Константин Павлович и своей общественной деятельностью. Он избирался губернским гласным, был председателем уездного собрания в Верхотурье, открыл ссудосберегательное товарищество. Много внимания уделял просвещению молодежи и подготовке рабочей смены. По его инициативе в Нижней Салде в 1878 году состоялось преобразование земской школы в двухклассное техническое училище. Большой дом Поленова, напоминавший помещичью усадьбу, окружали огороды, рядом стояли теплицы и сад на берегу пруда. Хозяин дома своим примером убедил жителей заводского поселка в реальной возможности с успехом вести приусадебное хозяйство. До Поленова считалось, что местный климат для земледелия непригоден.

С  1874 года он состоял членом Уральского общества любителей естествознания (УОЛЕ).

В  Нижней Салде К.П. Поленов прослужил до 1902 года, посвятив заводу 38 лет своей беспокойной жизни. Переехав на жительство в Екатеринбург, он купил дом в самом центре города на углу нынешних улиц Первомайской и Тургенева. На стене дома когда-то висела памятная доска. Мне со студенческих лет памятен этот особняк, поскольку он стоял по соседству с уютным садом Вайнера — любимым местом встреч городской молодежи, конца 1940 и начала 1950-х годов. Дом снесен в 1970-х годах. К.П. Поленов скончался в 1908 году и похоронен у стен Александро-Невского храма в Екатеринбурге. Могила не сохранилась.

Желание собрать как можно больше сведений о Поленове, привели меня в августе 1988 года в Нижнюю Салду. На заводе у проходных ворот я сфотографировал мемориальную доску. Её текст гласил: «Здесь родина русского способа бессемерования малокремистых чугунов, открытого выдающимся русским металлургом К.П. Поленовым в 1867 г.».

В  краеведческом музее, почти рядом с заводом, меня приветливо встретила директор Ирина Николаевна Танкиевская, выпускница искусствоведческого отделения Уральского университета. Музей замечате-
льный. Особый интерес у меня вызвали старинные настенные часы, принадлежавшие К. Поленову.
Он привёз их в 1893 году из поездки на Всемирную выставку в Чикаго. Часы не только выполняли свои стандартные функции, но и, по предложению К.П. Поленова, регистрировали точное время прихода и ухода с работы служащих заводской конторы. Специальное устройство — приставку для часов — сконструировал сам управляющий.

После посещения Нижней Салды мы наладили с И.Н. Танкиевской переписку, увы — редкую. Время от времени я спрашивал её: не разгадали ли местные краеведы тайну конструкции электрического фонаря Поленова? Неизменно следовал отрицательный ответ.

Как-то в телефонном разговоре она упомянула, что в музее Д.Н. Мамина-Сибиряка в Екатеринбурге хранится старинная групповая фотография К.П. Поленова и сотрудников конторы Нижнесалдинского завода, снятых возле «волшебного» фонаря. Родилась слабая надежда, что, возможно, внешний вид проектора сможет, хотя бы в общих чертах, дать какую-то подсказку. И вот мне удалось, наконец, заполучить электронную копию действительно уникальной, если не сказать больше — сенсационной фотографии. Уникальность её в том, что на снимке размером 21,5 на 27,8 см в руках стоящего в центре Поленова находится не проекционное устройство, как предполагалось, а его осветительная часть — искомый электрический фонарь! Разгадка многолетней тайны! Фотография оказалась в музее в 1953 году. Её передала на хранение учительница из Нижней Салды Н.С. Милютина, справедливо полагавшая, что фотографическое изображение Поленова, друга Мамина-Сибиряка, есть ценнейший экспонат, и музей знаменитого писателя Урала — место его надежного хранения. А поскольку музеи литературный, то никому из историков техники не пришло в голову порыться в его архивах.

Групповой снимок сотрудников правления Нижнесалдинского завода.
В центре с электрическим фонарём - К.П. Поленов. Фото 1870 г.

Опытному инженеру достаточно одного взгляда, чтобы в деталях оценить конструкцию и принцип работы электрической лампы Поленова. Посмотрим на эскиз чертежа лампы. На двухстоечном постаменте крепится шурупами сферический рефлектор с верхним и нижним овальными отверстиями. В фокусе рефлектора размещены два электрода. Один из них — верхний — толстый, изготовлен из графита, а нижний — тонкий, вероятно, металлический. Отверстия в рефлекторе служат для свободного перемещения червячных втулок электродов навстречу друг другу, что необходимо как для возбуждения вольтовой дуги, так и для восстановления зазора по мере сгорания графита. Держатели электродов — втулки с винтовой нарезкой внутри, надеваются на вертикальный деревянный винт. Резьба винта разделена на две половины:
с левой и правой навивкой. Таким образом, при вращении винта держатели электродов могут двигаться навстречу друг другу. Фонарь прожекторного типа позволял создавать мощный направленный поток света, что увеличивало яркость лампы. На фотографии Поленов держит рукоятку винта в своей руке.
Для другой руки был предназначен держатель с внутренней винтовкой нарезкой. Сам факт присутствия на снимке фонаря говорит о том, что его изобретатель не только весьма ценил свое детище, но и намеревался сохранить его для потомков.

Конструкция лампы свидетельствует, что в ней отсутствуют признаки принципиальной новизны, поскольку в качестве источника света использована вольтова дуга — общеизвестный и единственный
к началу 1870-х годов источник мощного освещения. В какой-то мере фонарь копировал прожекторы морских маяков. Только в собирателе света вместо линзы Френеля Поленов применил простейший рефлектор из жести. Фонарь стал промежуточным звеном в цепи многочисленных усовершенствований устройств с вольтовой дугой. Он не мог конкурировать со свечой Яблочкова, предложенной им несколько позже в 1876 году, поскольку в конструкции Яблочкова в процессе горения электродов исключалось ручное регулирование расстояния между ними.

Необходимо всё же отметить, что инженерное решение лампы Поленовым, учитывающее комбинацию устройства сближения электродов и отражающего зеркала, не лишено оригинальности, а для начала 1870-х годов — практического интереса. Кроме того, электрическая свеча Поленова оказалась первой в России, а, возможно, и в мире, которая использовалась в промышленных целях. Несомненная заслуга Поленова состоит и в том, что он первым ввёл в обиход электрическое освещение на Урале и в Сибири.

К  сожалению, как и все другие устройства подобного рода, фонарь Поленова обладал общим для них недостатком: невозможностью распределения электрического тока для одновременного включения серии осветительных ламп-свечей. Кстати, в системе Поленова осталась невыясненной ещё одна деталь: количество использованных гальванических элементов, соединенных последовательно, для возбуждения дуги. Но этот вопрос уже не носит принципиального характера. Судя по опыту предшествующих и аналогичных экспериментов — не менее 150. Так, в 1849 году в Санкт-Петербурге на башне Главного адмиралтейства был установлен дуговой фонарь для освещения начала Невского проспекта. Несколько позже в 1853-м профессор физики Казанского университета Савельев осветил таким же фонарем двор учебного заведения. Источником тока служили последовательно соединенные 36 элементов Грове и 108 элементов Даниэля.

По слухам, К.П. Поленов привозил свою электрическую лампу для демонстрации в столицу империи. Скорее всего, это было сделано попутно в одну из его многочисленных поездок за рубеж. Так что сохра-
няется вероятность находки оригинальной документации и чертежей поленовских "игрушек" в научно-технических архивах Санкт-Петербурга. К сожалению, мои попытки отыскать что-либо в Петербурге пока успехом не увенчались.

«Уральский следопыт», который я читаю с детских лет, а это конец 1930-х годов, писал (Толстиков П. Первое в мире. 1964, № 9, с. 23): «Первая в мире поленовская электрическая лампочка изобретена в Нижней Салде в семидесятые годы XIX века. Источником энергии К.П. Поленов сделал гальваническую батарею. Секрет устройства его электрической лампы до сих пор не раскрыт». Теперь все обстоит наоборот: секрет раскрыт, но лампу Поленова нельзя назвать первой.

В  одном из залов Нижнесалдинского - краеведческого музея демонстрируется картина местного художника-любителя П.С. Тютина — одного из создателей музея, под названием «Первая в мире». Основную площадь полотна занимает здание заводской конторы в Нижней Салде начала 1870-х годов. Время ночное, поэтому контора с крыльцом и колоннами едва видны. Только её контуры, освещенные луной, очерчены достаточно четко. Зато восемь окон одноэтажного здания — своеобразная доминанта пейзажа — ярко освещены. Содержанием картины и её названием художник старался подчеркнуть, что первая в мире электрическая лампочка конструкции Поленова появилась в Нижней Салде. Не будем осуждать автора, поскольку он не мог ничего знать о сути поленовского изобретения и о его первенстве. Заметим лишь, что если окна и светились, то только благодаря обычному для того времени источнику света — керосиновой лампе. Фонарь Поленова существовал в единственном экземпляре, и уже по этой причине не мог освещать многочисленные помещения конторы. Стоял он, вероятнее всего, только на крылечке управленческого заведения, освещая, подобно прожектору, площадь перед его зданием.