Иван Иванович Ползунов – создатель первого в мире универсального парового двигателя

Просмотров: 2 426
Иван Иванович Ползунов

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 Алтай, 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.

Ползунов приехал на Алтай в начале 1748 года и назначен был гиттен-шрейбером, т. е. делопроизводителем по заводским (буквально: домен­ным) делам Барнаульского завода с окладом 2 рубля в месяц.

Горный округ Колывано-Воскресенских заводов, занимавший боль­шую часть Томской губернии и часть Омской области, охватывал терри­торию в 443 тыс. км2, что равняется примерно площади нынешней Швеции. Горный промысел на Алтае уходит корнями в глубокую древ­ность (самое слово «Алтай» происходит от монгольского корня, означаю­щего «золото»).

Карта Алтайских заводов (вторая половина XVIII - начала XIX веков)

Карта Алтайских заводов (вторая половина XVIII — начала XIX веков)7

В 1725 году Никифор Клеопин и Федор Головин построили первую плавильную печь в истоках р. Локтевки: эту дату позднее такой знаток истории Колывано-Воскресенских заводов, как Петр Козьмич Фролов, считал датой основания горного производства на Алтае.

В 1738 году был построен второй завод на Алтае — Барнаульский (в устье реки Барнаулки) на большом расстоянии от месторождений. Бар­наульский завод позднее стал центром всего горного дела на Алтае. Недостатком обоих заводов было их сравнительно отдаленное располо­жение от лесных массивов.

Несколько раньше открыто было (рудознатцем Лелесновым) бога­тейшее Змеиногорское месторождение, где в 1742 году заложен был руд­ник. По преданию, оно получило свое название от великого множества змей, водившихся в этом месте.

На Колывано-Воскресенских заводах, как и на всех мануфактурных предприятиях, господствовал ручной труд. На рудниках использовались ручные приводы для подъема руды, откачка воды из шахт и т. п. Кон­ные приводы встречались редко. На­чинали также применять водяные двигатели.

Вид Змеиногорского рудника. С акварели Неелова. Из «Атласа Сибири 1805—1811 гг.»

Вид Змеиногорского рудника. С акварели Неелова. Из «Атласа Сибири 1805—1811 гг.»

Применение первых вододействующих механизмов на Змеиногорском руднике (вернее на заводах, связанных с этим рудником) относит­ся к концу 40-х годов XVIII века, т. е. как раз ко времени приезда на Алтай Ползунова.

Ползунов был переведен на Алтай в те годы, когда как раз начи­нался период быстрого развития алтайской металлургии. Колывано-Воскресенские заводы расширялись и перестраивались в техническом отношении, оснащались значительным количеством различных вододействующих установок.

Кабинетское начальство делало ставку на специалистов, приглашен­ных из-за границы, или на горных офицеров (инженеров) дворянского происхождения. Начальство склонно было вообще игнорировать техни­ческое новаторство крепостных и даже свободных «простолюдинов». Но дворяне неохотно шли в горные училища, предпочитая военную и «стат­скую» гражданскую службу. Иностранцы (среди которых встречалось, конечно, немало честных и способных специалистов) часто, к сожале­нию, больше думали о личной наживе, чем о развитии производства в чужой стране. Острая нехватка преданных делу, одаренных и знающих горных специалистов приводила к тому, что горное начальство стало допускать в горные училища сыновей солдат, мещан и даже мастеровых. Впоследствии их могли (как редчайшее исключение) перевести из унтер-офицерских горных чинов в офицерские.

Труден, долог был путь выходцев из народа к образованию и к воз­можности претворять свои знания в жизнь. Годами выполняли они свои обязанности, числясь в низшем звании. И все же обойтись без них гор­ное начальство не могло.

Детям этих людей, считавшимся «офицерскими детьми», было уже легче учиться и работать. Из этой-то прослойки и выросла замечатель­ная плеяда выдающихся гидротехников и механиков. Множество конст­рукций вододействующих сооружений было создано на территории Колывано-Воскресенских заводов горными специалистами из мастеро­вых, солдат и крестьян. К их числу принадлежали, кроме И.И. Ползунова, К.Д. Фролов, Ф.С. Ваганов, Д.Ф. Головин и многие другие.

Необходимость развития производительных сил страны заставляла заводскую администрацию все больше использовать «простолюдинов» в деле решения важнейших технических задач. Именно выходцы из «по­датного сословия», за привлечение которых к решению хозяйственных и государственных дел так ратовал М.В. Ломоносов, опиравшиеся на помощь мастеров и работных людей, добились во второй половине XVIII века значительных успехов в заводском и рудничном деле.

В течение полутора десятков лет Ползунов занимался различными областями алтайского горнометаллургического производства, уделяя особенное внимание гидротехническим сооружениям.

В «Проспекте» (плане) реконструкции Барнаульского завода, со­ставленном и вычерченном Ползуновым в 1751 году, перечисляется не­сколько вододействующих установок. Водяные колеса приводили в дви­жение воздуходувные мехи, молоты, толчею, лесопилку и мукомольную мельницу. Большая часть вододействующих установок к этому времени уже действовала, но некоторые предполагалось выстроить заново или реконструировать.

В 1748 году на Змеиногорском руднике было построено первое вододействующее рудообогатительное заведение.

Его работа доказала заводской администрации выгодность вновь введенного процесса обогащения руд. Горное начальство решило поэто­му построить второе рудообогатительное предприятие на Змеиногорском руднике.

В проектировании второго рудообогатительного предприятия Змеиногорского рудника принимал участие И.И. Ползунов. Согласно этому проекту, подписанному И.С. Христиани (заместителем начальника Колывано-Воскресенских заводов) и унтер-шихтмейстером Иваном Ползуновым в апреле 1752 года, предполагалось построить, между прочим, для промывочного цеха вододействующее колесо, которое должно было поднимать при толчении руд 9 пестов, и ряд промывочных устройств. К 1753 году новая плотина и рудообогатительное заведение были построе­ны, хотя и с некоторыми отступлениями от первоначального плана.

Наряду с участием в разработке технических проектов Ползунов выполнял разнообразную текущую работу. Ползунову приходилось при этом разъезжать по обширной территории алтайских заводов, то по гу­жевым дорогам в зимнюю стужу и осеннюю непогоду, то по полновод­ным и бурным рекам. Так, например, в 1752 году он проводил освидетель­ствование заводских судов, зимовавших в затоне на реке Чарыше.

В 1753 году он должен был проверять наличие запасов руд и припасов на пристанях, чтобы установить, можно ли будет на наличных судах доставить летом эти запасы вниз по реке Чарышу, а затем по Оби в Бар­наул. В задачи Ползунова входило также выяснение вопроса: не пона­добится ли строить новые суда и имеются ли для этого необходимые запасы. Для размаха речных перевозок на Колывано-Воскресенских за­водах в середине XVIII века показательна установленная Ползуновым цифра грузоподъемности организованного им каравана судов — 50 тыс. пудов руды.

Наряду с этим Ползунов неустанно пополнял свои знания. По бескорыстной, самозабвенной любви к науке и технике Ползунов был подлинным представителем ломоносовской плеяды. Эту тягу к знанию ярко отражает прошение Ползунова от 5 марта 1753 года: двадцатипяти­летний унтер-шихтмейстер добивается права изучать и в теории, и на практике плавильное и приборное дело, чтобы никто из сотрудничавших с ним мастеров не мог упрекнуть его в неосведомленности.

С мая по ноябрь 1753 года Ползунов изучал плавильное дело и про­бирное искусство.

Затем он был отправлен на Змеиногорский рудник для совершенст­вования в горном деле. Там Ползунов пробыл год. Первые полгода он изучал различные горные работы и составлял соответствующие чертежи.

Затем Ползунов принял участие в постройке близ плотины лесопил­ки с водяным приводом. Вода подводилась к лесопилке через водоотвод­ный (деривационный) канал.

План водоотводного (деривационного) канала при лесопилке, в постройке которого участвовал И.И. Ползунов (по чертежу 1755 г.)

План водоотводного (деривационного) канала при лесопилке, в постройке которого участвовал И.И. Ползунов (по чертежу 1755 г.)

В свое время В. де Геннин, ссылаясь на частые стужи и заморозки, решительно заявлял, будто в России невозможно успешное исполь­зование таких каналов.

Своей практической деятельностью И.И. Ползунов, К.Д. Фролов, Д.Ф. Головин, Ф.С. Ваганов и другие передовые алтайские мастера доказали несостоятельность этих рассуждений.

Это позволило применять плотины новых типов, а также использо­вать реки, на которых прежде заводы не строились из-за угрозы разру­шительных паводков. Теперь цехи заводов стало возможно сооружать на безопасном расстоянии от реки.

События вскоре доказали правильность технических предположений Ползунова. Весенним паводком 1755 года была сорвана первоначальная Змеиногорская плотина, от которой шел деривационный канал. Если бы этого канала не было, а лесопилка стояла у самой плотины, то она была бы разрушена. Теперь же заведение осталось целым. Сохранился пол­ностью и канал. При работах по восстановлению лесопилки (весной 1755 года) этот канал был продолжен до русла речки.

В 1754 году заводское начальство вернуло Ползунова со Змеиногорского рудника в Барнаульскую канцелярию. Талантливому мастеру не давали возможности применить на практике свои знания и накопленный опыт, поручая текущие административно-хозяйственные дела — построй­ку, ремонт и сплав судов, приемку руд, расчеты с работными людьми, увольнение больных и т.д.

Большой интерес для Ползунова представляло лишь порученное ему в конце 1757 года дело: сопровождать обоз серебра и золота в Петер­бург. Ползунов должен был передать кабинетному начальству пакет с различными донесениями и рапортами, в том числе и непосредственно интересующее его ходатайство заводской Канцелярии от 31 декабря 1757 года о производстве унтер-шихтмейстера Ползунова, учитывая его многолетнюю плодотворную работу, в чин шихтмейстера, т.е. в млад­ший горный офицерский чин, соответствующий званию прапорщика или коллежского регистратора.

Иван Иванович Ползунов

Иван Иванович Ползунов

Согласно «табели о рангах» (классификации чинов) XVIII века горные чины, обычно обозначавшиеся названиями немецкого происхождения (такой порядок был заведён вопреки протестам В.Н. Татищева), считались соответствующими офицерским, а также определённым гражданским чинам. Два младших горных офицерских чина именовались «шихтмейстерами» (сменными мастерами) 14-го и 13-го классов. Чин «шихмейстера» 14-го класса соответствовал званию прапорщика, а «шихмейстера» 13-го класса – званию подпоручика. Далее следовали чины «берггешворена» (присяжного надзирателя рудника), что соответствовало чину поручика; «гиттенфервальтера» (руководителя доменным цехом), по чину равного штабс-капитану; «маркшейдера» (горного геодезиста или землемера), соответствующего капитану или капитан-поручику. Старшие руководители рудничных и заводских работ имели чины «бергмейстера» (равный майору), «обербергмейстера» (подполковника), «берггаумптмана» (полковника) и «оберберггаумптмана» 5-го, 4-го и 3-го классов (генеральские чины).

В жизни солдатского сына Ползунова, которого до этого могли безнаказанно оскорблять, подвергать телесным наказаниям и просто бить под сердитую руку начальники всех рангов, получение низшего, четырнадцатого, «классного чина» должно было явиться очень важным событием.

Дважды, еще находясь в «простом» звании, привлекал Ползунов к ответственности канцеляристов, посмевших оскорбить его или членов его семьи. Правда, отходчивый и немстительный по натуре мастер в обо­их случаях в конце концов прощал своим обидчикам и прекращал дело против них. Однако пройти мимо нанесенных ему оскорблений он не мог.

Чин шихтмейстера тоже был невелик, но все же он должен был за­ставить и надменных начальников и наглых канцелярских чиновников держать себя с Ползуновым более вежливо. Производство в низший классный чин должно было и несколько улучшить поистине бедственное положение Ползунова. Имея на своем иждивении мать, жену и других членов семьи, талантливый мастер получал лишь 60 рублей в год.

Обоз выехал из Барнаула 1 января 1758 года и почти без остановок двигался по зимнему пути в Каннский острог и Томск, а дальше на за­пад через Тобольск, Верхотурье, Пермь и Вятку, на юг до Нижнего Новгорода, затем снова к западу — в Москву, а оттуда до «Питерской» на северо-запад, в Петербург. Этот путь, составлявший около 5 тыс. км, даже в зимнюю пору продолжался более двух месяцев.

Лишь на 64-е сутки прибыл обоз в Петербург. О пребывании Пол­зунова в столице с февраля по июнь 1758 года нет никаких документальных данных. Нам неизвестно, с кем из петербургских деятелей науки и тех­ники виделся алтайский унтер-шихтмейстер, где он бывал, какие новые знания вынес из своей поездки.

Бесспорно, однако, что любознательному алтайскому мастеру было что осматривать и изучать в столице. Ползунов приехал в Петербург в период деятельности выдающегося зодчего Растрелли и его школы. Прямые улицы и широкие площади столицы были уже украшены таки­ми замечательными произведениями архитектуры, как Зимний и Анич­ков дворцы. Несмотря на финансовые затруднения, вызванные как рас­ходами по ведению начавшейся Семилетней войны с Пруссией, так и безудержным расточительством елизаветинского двора, сооружение но­вых зданий продолжалось. Строительная комиссия по реставрации сгоревших за 10 лет до этого академических зданий добилась (как раз в 1758 году) ускорения работ. Заканчивалась отделка фасада и внутрен­них помещений кунсткамеры (академического музея) и библиотеки. Продолжались живописные работы в сооруженном за четыре года до этого специальном здании Большого академического глобуса.

Передовые русские ученые выпускали в свет или подготовляли но­вые произведения. В частности, в это время были опубликованы и некоторые замечательные труды Ло­моносова.

Ползунов попал в атмосферу напряженной борьбы общественных и научных мнений, жадно ожидаемых «реляций» с театра военных дейст­вий, резкой критики по адресу бездарных или изменнически настроенных генералов и восхищения действиями русских солдат и командиров-пат­риотов, пышных празднеств в честь побед русского оружия.

Ползунов должен был встретиться в столице со своим прямым на­чальником, с новым главою Колывано-Воскресенских заводов А.И. Порошиным. Этот весьма образованный чиновник был послан на Алтай с Урала вместе с Ползуновым и его товарищами в 1747 году. На Алтае он скоро стал членом Канцелярии, т.е. управления заводами, затем был переведен в Петербург, где оставался вплоть до 1761 года. Он получил назначение на должность начальника Колывано-Воскресенских заводов еще в 1752 году, но много лет управлял ими заочно. Это было довольно обычное явление и при Елизавете, и при Екатерине. Тогда даже шутили, что у губернаторов (и иных начальников) хорошее зрение — они видят все, что делается в их губерниях из Петербурга. Каждый свежий человек с Алтая, да еще столь информированный приезжий, как Ползунов, не мог не интересовать   Порошина.

Привезенные драгоценные металлы Ползунов обязан был сдать в Канцелярию монетного департамента, руководителем которой был в то время Иван Андреевич Шлаттер (до переезда в Россию Иоганн-Виль­гельм Шлаттер, 1708-1768) — видный специалист в области горного дела, металлургии, пробирного и монетного дела.

Шлаттер начал работу в России еще при Петре I. После перехода алтайских заводов в собственность Кабинета Шлаттер организовал при Монетном дворе лабораторию по анализу и обработке колывано-воскресенского и восточно-сибирского (нерчинского) серебра.

Под наблюдением Шлаттера в 1750 году из алтайского серебра была отлита художественная «рака» (гробница) для останков Александра Невского (в настоящее время это произведение искусств находится в государственном Эрмитаже). Эта «рака», весившая 76 пудов была выполнена в стиле елизаветинского барокко в виде трехъярусного сооруже­ния, увенчанного барельефным изображением Александра Невского. Надписи, вы­гравированные на гробнице, были сочи­нены М.В. Ломоносовым, глубоким по­читателем знаменитого русского полко­водца. Горельефы на гробнице представ­ляли сцены освобождения Александром Пскова от немцев, «Ледового побоища» 1242 года и другие эпизоды отнюдь не цер­ковного, а военного содержания. В соз­дании множества украшений этой гроб­ницы проявлялось выдающееся искусство сестрорецких, петербургских и других литейщиков, чеканщиков и иных мастеров. Но и роль Шлаттера, как организа­тора этих работ, была немаловажна.

Шлаттер не ограничивался практической деятельностью при Монет­ном дворе. В 1739 году им было опубликовано «Описание при монетном деле потребного искусства», а в 1754-1758 годах вышли в свет его «Зада­чи, касающиеся до монетного искусства, сочиненные для обучения опре­деленных при монетных дворах титулярных юнкеров и прочих уче­ников».

Как раз в конце 50-х годов XVIII века Шлаттер работал над руководством для металлургов и горняков, которое и было опубликовано в 1760 году под названием «Обстоятельное наставление рудному делу…». Поскольку написанное задолго до этого, но оставшееся в рукописи, ана­логичное руководство М.В. Ломоносова было издано лишь три года спустя, книга Шлаттера явилась первым пособием такого рода. В этой книге было впервые дано изображение и подробное описание на русском языке паровой машины для откачки воды из шахт.

В 1761 году Колывано-Воскресенское начальство обязало горных офи­церов (в том числе и Ползунова) изучать эту работу Шлаттера.

По возвращении на Алтай Ползунов снова направлен был на теку­щую хозяйственную и административную работу — сначала в Барнауль­ской канцелярии, потом на Кабановской и Красноярской пристанях. Следует отметить, что ходатайство о производстве Ползунова в низший классный чин шихтмейстера долго задерживалось в петербургских кан­целяриях, несмотря на то, что Порошин все еще оставался в столице и мог бы поторопить это дело.

Одновременно с Ползуновым получить шихтмейстерский чин долж­ны были еще два выходца из простого народа: Дорофей Головин и Иван Денисов. «Кабинет ее величества», вынужденный в интересах уси­ления производства драгоценных металлов ставить этих одаренных ма­стеров на более ответственные должности, а значит и включать их в круг горного офицерского состава, никак не мог решиться на это.

Лишь весной 1759 года Головин, Денисов и Ползунов получили чин шихтмейстера, право носить соответствующие мундиры и шпаги. Но на­чальство обставляло производство «простолюдинов» в офицерский чин обидными оговорками и предупреждениями в случае плохого поведения отнять присвоенный чин.

К.Ф. Борунов, 1972 г. Иван Ползунов

К.Ф. Борунов, 1972 г. Иван Ползунов

Материальное положение Ползунова почти не изменилось к лучше­му. Он стал получать 72 рубля в год. Семья его росла и к 1760 году состояла из шести человек: «В пропитании конечную терплю нужду», — писал Ползунов в Канцелярию, прося разрешения на покупку провианта по твердой, «указной» цене.

Ползунова могла лишь радовать та часть указа Кабинета о произ­водстве его и товарищей в чин шихтмейстера, которая предписывала им в виде дополнительной обязанности в совершенстве обучиться «горным и заводским ремеслам», а именно — различным горным работам, устрой­ству машин и механизмов, разведке, добыче, разбору и обогащению руд, выплавке и очистке металлов и т. д. Он сам стремился изучать все это и в теории и на практике.

Но именно эта часть указа осталась мертвой буквой. Ползунов был до отказа загружен текущей работой и не имел времени систематически заниматься изучением научно-технических вопросов.

Занимаясь сплавом руды, заготовкой топлива, расчетами с работ­ными людьми, Ползунов неизменно проявлял себя как заботливый и гу­манный администратор и вместе с тем неподкупный блюститель «казен­ного интереса». Отстаивание горным офицером интересов «оголодавшего народа» было в те времена явлением необычным.

Об охране Ползуновым государственного имущества свидетельст­вует следующий случай. В ночь на 24 февраля 1760 года загорелся казен­ный дом, где спал Ползунов. Половина дома была уже охвачена пламе­нем, когда проснулся Ползунов. Еще немного — и он погиб бы в пылаю­щих развалинах здания. Не растерявшись, Ползунов, как сам он сообщал об этом эпизоде, «с торопкостию ухватя государственные дела и книги», т.е. ведомости отправленных грузов, денежные расчеты с ра­ботными людьми и самую «казну», выскочил в окно. Затем он стал сзывать народ для тушения дома. Удалось спасти остальные денежные суммы, предназначенные для выплаты работникам, и все бумаги. Одна­ко личное имущество Ползунова погибло полностью. Он остался и без жилища. Если Канцелярия распорядилась отстроить новую избу для Ползунова, чтобы он мог не прерывать работы на Красноярской приста­ни, то за утраченное имущество ему не было выдано никакого возна­граждения. Для Ползунова с его 72-рублевым окладом это было тяже­лым лишением.

В 1761 году Ползунов был переведен на Колыванский завод, где фор­мально ведал всей хозяйственной частью, а фактически (во время отсутствия начальника завода И.Г. Улиха) руководил всеми вообще заводскими делами. Как раз во время пребывания Ползунова на этом посту из Петербурга приехал, наконец, на заводы А.И. Порошин, имев­ший уже тогда чин генерал-майора.

В целях укрепления дисциплины на алтайских заводах и поощрения горного офицерского состава Порошин привез инструкцию Кабинета, уточняющую, к каким именно военным званиям были приравнены слу­жащие заводов. Годные офицеры получили новую форму — красный мундир и зеленые рейтузы. Кабинет все еще сокрушался о том, что был вынужден вручить шпаги нескольким выходцам из «неблагородного со­словия». Чтобы такие случаи повторялись возможно реже, было решено послать на заводы 12 юношей — дворян из учебных заведений Петер­бурга и Москвы. Некоторые из этих молодых людей — преимущественно дети мелкопоместных дворян (знать отвела от своих сыновей «угрозу» поездки на заводы) — впоследствии играли видную роль на Алтае. Некоторых из них: В. Чулкова, Н. Плохова, В. Бровцына и А. Скатина — Ползунов экзаменовал по математике.

Порошин был дельным администратором. Он понимал необходи­мость повышения производительности алтайских заводов и сочувственно относился к введению технических усовершенствований. Но главным средством увеличения продукции заводов Порошин в соответствии с об­щей хозяйственной политикой крепостнического дворянского государст­ва считал приписку к предприятиям новых крестьян и разночинцев в за­водских районах; перевод части заводских жителей в категорию мастеровых, пожизненно прикрепленных к рудничным и заводским работам; подчинение их жесткой военной дисциплине; наконец, усиление эксплуа­тации — барщина крестьян на заводах возросла до 167 дней в году, «уроки» мастеровым были увеличены.

В 1762-1763 годах Ползунов работал при Барнаульском заводе, ведая всеми «лесными и куренными» делами, т.е. выжигом угля в лесных «куренях», иногда отстоящих от завода очень далеко, и перевозкой угля на завод. Значительную часть времени Ползунов проводил в разъездах. Немногие часы досуга Ползунов посвящал самообразованию. Он про­должал изучать заводское и рудничное дело, штудировал книги по ме­таллургии и минералогии. Ползунов занимался также метеорологией и установил в своем доме много соответствующих приборов. Можно пред­полагать, что он делал опыты и по изучению атмосферного электриче­ства. Во всяком случае какие-то опыты, относящиеся к изучению воздуш­ных (и, в частности, грозовых) явлений, вызвали среди некоторых неве­жественных соседей толки, что Ползунов — «чернокнижник» (т. е. кол­дун), который «даже тучи отводил от города».

В то же время Ползунов уже приступил к разработке проекта, кото­рый прославил имя скромного алтайского шихтмейстера.

После огромной подготовительной исследовательской работы, кото­рой Ползунов мог заниматься лишь урывками в немногие свободные часы, он подал в апреле 1763 года А.И. Порошину докладную записку, предлагающую начать широкое применение паровых («огнедействующих») машин, а также чертеж и описание такой машины, предна­значенной для заводских целей.

Первые проекты использования силы пара для приведения в дейст­вие различных механизмов мы встречаем в работах многих изобретате­лей XVII века. Одни, как например С. де Ко во Франции или Э. Сомерсет, известный также под именем маркиза Ворчестера (по английскому про­изношению Вустера) в Англии, проектировали сосуды, вода из которых должна была бить фонтаном под действием пара, давящего на поверх­ность воды. Другие предлагали использовать струю пара для вращения своеобразной турбины (итальянец Дж. Бранка).

«Паровая машина была первым действительно интернациональным изобретением, и этот факт в свою очередь свидетельствует об огромном историческом прогрессе»,— подчеркивал Ф. Энгельс.

В создании первых паровых машин к концу XVII века видную роль сыграли проекты и опыты талантливого изобретателя Дени Папена, француза по происхождению, долго жившего в Англии и Германии и сотрудничавшего там с выдающимися учеными.

В 1698 году английский инженер Томас Севери построил первую практически применимую паровую машину («огневой насос») своеобразной конструкции. Изо­бретатель назвал ее «друг горняка». Ма­шины Севери имели очень узкое назначение — откачку воды из подземных выра­боток, хотя теоретически Севери допускал возможность применения «огнедействующей» машины и для других нужд.

Машина такого типа и была первой паровой ма­шиной, появившейся в России. В 1717-1718 годах Петр I выписал из Англии маши­ну системы Севери, усовершенствованную физиком Жаном-Теофилем Дезагюлье. Этот «огневой насос», сферический котел которого вмещал 5-6 бочек воды, упот­реблялся для пуска фонтанов в Летнем саду.

Схематическое изображение паровой машины (насоса) Т. Севери в усовершенствованном виде 1702 г. (с двумя рабочими камерами). Внешний вид. Слева – рабочие камеры, справа- котельная установка

Схематическое изображение паровой машины (насоса) Т. Севери в усовершенствованном виде 1702 г. (с двумя рабочими камерами). Внешний вид. Слева – рабочие камеры, справа- котельная установка

В 1711-1712 годах английский изобретатель, кузнечный мастер Томас Ньюкомен построил совместно   с Джоном Колли (или Коули) первую паровую (точнее пароатмосферную) поршневую машину. Двигатель Ньюкомена предназначался также лишь для откачки воды.

Изображение паровой машины Ньюкомена (в разрезе). Иллюстрация из книги Белидора «Гидравлические сооружения», 1739 г.

Изображение паровой машины Ньюкомена (в разрезе). Иллюстрация из книги Белидора «Гидравлические сооружения», 1739 г.

Даже после усовершенствований, внесенных в конструкцию машины Ньюкомена Г. Бейтоном, Дж. Смитоном и, наконец, знаменитым англий­ским изобретателем Джемсом Уаттом в 1769-1774 годах, паровая машина Ньюкомена сохраняла это узкое назначение.

«…Паровая машина в том виде, как она была изобретена в конце XVII века, в мануфактурный период, и просуществовала до начала 80-х годов XVIII века, не вызывала никакой промышленной революции», — подчеркивал К. Маркс.

И на Урале еще в 50-х годах XVIII века ставился вопрос о применении паровой машины (по-видимому, системы Ньюкомена) для откачки воды из шахт.

До весны 1763 года нигде в мировой практике паровые («огнедействующие») машины не применялись для непосредственного приведения в движение каких-либо заводских или транспортных механизмов, хотя теоретически такая возможность допускалась, как мы видели, Д. Папеном и Т. Севери, а также и некоторыми позднейшими конструкторами, например Дж. Хэллзом (Гулльзом) в Англии или И.-Э. Фишером в Германии в 30-х годах XVIII века.

В тех случаях, когда (к середине XVIII века) делались отдельные по­пытки использовать силу «огня» (пара) для приведения в действие за­водских механизмов (сверлильных станков, воздуходувок и т.д.), паро­вую машину (системы Севери или Ньюкомена) заставляли поднимать воду в резервуар, а затем пускали эту воду на колесо, которое приво­дило в движение данный механизм.

В докладной записке к своему первому проекту 1763 году Ползунов выдвинул поразительное по смелости предложение — заменить всю си­стему водяных двигателей на заводах «огненными», т.е. паровыми дви­гателями, тем самым «облегчая труд по нас грядущим».

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 подробное описание оригинальной паровой (точ­нее — пароатмосферной) машины, 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 проект па­рового двигателя 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.

Макет здания, в котором размещалась паровая машина Ползунова

Макет здания, в котором размещалась паровая машина Ползунова

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».

Паровая машина Ползунова

Паровая машина Ползунова

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 талантливый русский изобретатель Козьма Фролов.

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.

Результаты работы первой русской паровой машины 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.

г. Барнаул. Памятник Ивану Ивановичу Ползунову

г. Барнаул. Памятник Ивану Ивановичу Ползунову

А потому совершенно прав был Эрик Лаксман, давший оценку дея­тельности Ползунова в словах: «Муж, делающий истинную честь своему Отечеству».

Литература:

  1. В.С. Виргинский. Творцы новой техники в крепостной России.- М.: Государственное учебно-педагогическое издательство министерства просвещения РСФСР, 1962
Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий


Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru